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高精度物理建模和成像計算技術是一直是計算機圖形學、計算機動畫、科 學計算可視化、計算機輔助幾何設計等領域的研究熱點，近年來廣泛應用在虛 擬現(xiàn)實、數(shù)字影視游戲、數(shù)字醫(yī)療與康復、仿生工程以及三維打印等領域。 本項目針對上述應用領域需求，開展以下幾個方面的內容研究： 1）基于中間復形曲面的復雜形狀逼近理論和方法； 2）基于代數(shù)曲面的高精度碰撞檢測和距離計算； 3）基于中間復形網格的變形計算方法； 4）復雜拓撲物體受力分析、物體結構加固方法； 5）復雜拓撲形狀的高精度繪制算法。 本項目旨在通過對上述內容的研究，為開發(fā)高度真實的三維虛擬手術模擬 系統(tǒng)、人體器官或軟組織的高精度三維打印以及仿生裝置的加工制造系統(tǒng)提供 51 理論和技術支持，以提升我國在上述領域的創(chuàng)新設計能力和國際競爭力。 本項目獲得國家自然科學基金重點項目資助，項目執(zhí)行期 2014.1-2018.12。

作為機器基礎件的齒輪近幾年來在向高速、低噪聲、高可靠性發(fā)展。為適應發(fā)展的要求，幾乎所有的高速齒輪都采用高精度，硬齒面，齒廓和齒向修形。成形磨齒機在齒廓修形和齒向修形具有無法比擬的優(yōu)勢，能夠滿足高階復雜修形要求，使得這種現(xiàn)代先進方法成為磨齒機發(fā)展的主要方向。本項目在漸開線齒輪成形磨齒工藝軟件開發(fā)過程中考慮了軸齒輪，盲端齒輪等特殊齒輪情況，對于高階復雜修形齒面計算、砂輪截形優(yōu)化、三維磨削過程可視化、基于KBE技術的齒輪工藝參數(shù)智能化管理等技術難題，進行了重點開發(fā)。并在齒輪動態(tài)性能預測及噪聲控制軟件部分實現(xiàn)技術突破，軟件可實現(xiàn)齒輪噪音對比預測，并能優(yōu)化齒輪參數(shù)，以降低齒輪運行時振動噪聲目的。此功能的開發(fā)大大縮短了齒輪加工工藝調整周期，形成了一體化智能成形磨齒系統(tǒng)。L300G多功能數(shù)控成形磨齒機整體采用臥式布局，以適應盤形齒輪和軸類齒輪加工。機床的特點是機床結構簡單，操縱可靠輕易；運動控制系統(tǒng)、修整系統(tǒng)都有NC數(shù)控軸控制；人機操作方便、可視化強，結合KBE技術對齒輪工藝數(shù)據(jù)智能化管理，即可完成齒輪齒向任意修正；磨削時冷卻液都采用高壓供給并有真空過濾以及油霧分離裝置；具有較高的加工精度，本機床能達到GB10095-88 3級，表面粗糙度達Ra0.4μm，齒輪周節(jié)累計誤差達到2級。成形磨齒機適合于單件小批量生產，又適合大批量生產，加工效率較高，在加工相同精度和規(guī)格的齒輪性價比明顯高。另外，本機床在漸開線齒輪成形磨齒工藝軟件基礎上，相繼進行了擺線齒輪、軸外圓、花鍵、蝸輪磨削工藝軟件的開發(fā)，真正實現(xiàn)了“一機多用”的多功能磨齒機開發(fā)，這也是綠色制造技術的集中體現(xiàn)。

微流控技術是研究數(shù)字分子檢測、數(shù)字分子免疫學、單細胞分析等生物分析技術的重要手段，是當前臨床、醫(yī)藥領域的研究熱點。受仿生結構啟發(fā)，創(chuàng)新性地提出了高精度數(shù)字化生物分子測定平臺，在細胞、顆粒的分散陣列化及生物應用等領域進行了探索，4年來已完成平臺原理驗證、結構優(yōu)化、系統(tǒng)調試、生物應用驗證的研究。該平臺系統(tǒng)可應用在高精度數(shù)字化生物分子測定領域，特別是數(shù)字PCR、數(shù)字LAMP等核酸分子診斷領域，以及數(shù)字ELISA等分子免疫學領域。針對核酸分子定量過程中精度低、成本高的難題，實現(xiàn)了微量核酸分子高精度數(shù)字化絕對定量，其定量靈敏度比第二代PCR技術高10-100倍，具有定量精確、體積小巧、操作簡便化、結果分析及時的優(yōu)點。

本發(fā)明公開了一種多路高精度溫度控制器，由接口板和溫度控制板組成，用于倒裝鍵合熱壓固化。溫度控制板包括采集模塊、驅動模塊、存儲器模塊、控制模塊、通訊模塊和電源模塊。工控機設定熱壓頭工作溫度，通過接口板和通訊模塊將設定值輸出到控制模塊。采集模塊將鉑熱電阻采集的熱壓頭溫度值輸出到控制模塊，同時對傳感器的溫度特性進行線性化處理。控制模塊將溫度設定信號與采集的溫度信號相比較，其差分信號經過 PID 運算產生控制信號輸出到驅動模塊。驅動模塊采用 PWM 方式控制場效應管驅動熱壓頭的發(fā)熱元件。本發(fā)明可在 0～30

紅外吸收光譜技術基于捕獲物質的紅外“指紋”來獲得物質成分和含量信息，其核心是紅外光譜器件和高效緊湊紅外光學系統(tǒng),主要的應用之一是針對氣體的傳感檢測,如有毒有害氣體、溫室效應氣體以及呼吸氣體成分和濃度的檢測等。相比傳統(tǒng)的單氣體成分的檢測,同時檢測多種氣體是降低檢測成本的有效途徑;相比針對未知氣體采用實驗室傅里葉紅外光譜儀的檢測，可以現(xiàn)場檢測的微小型化紅外光譜儀具有更實用且成本更低的優(yōu)勢。另外, 越來越多的場景需要探測精度達到ppb 或亞ppm 精度的高精度氣體檢測,如有毒有害痕量氣體、呼吸氣體肺癌早期診斷、果蔬存儲中具有催熟劑作用的微量乙烯氣體釋放的檢測等。 現(xiàn)有紅外氣體傳感技術中，基于激光光源的氣體傳感器雖然易于達到ppb級的高精度檢測，但是激光傳感器成本昂貴，而低成本的基于熱光源的紅外氣體傳感器雖然成本較低，但是卻存在精度低的問題。 為了解決上述的精度和成本痛點問題，本成果掌握了高功率熱紅外光源、可級聯(lián)長光程氣體吸收池、多通道紅外探測器和可調諧紅外探測器以及多通道微弱信號數(shù)字鎖相放大檢測等技術，開發(fā)一系列探測精度到100ppb 以下的多通道紅外氣體傳感器和演示模組，以及基于可調濾波器的小型化紅外光譜儀，展示了集成多組分氣體檢測和現(xiàn)場未知氣體成分的光譜儀檢測能力，具有高精度和低成本優(yōu)勢，以及小體積和低功耗特點。 （１）高功率熱紅外光源：MEMS 熱光源芯片陣列與微光學準直陣列集成，實現(xiàn)低發(fā)散角的高功率紅外源。為實現(xiàn)高精度探測所需要的長光程氣體吸收池提供足夠的紅外光能量。 （２）可級聯(lián)長光程氣體吸收池：高精度氣體檢測需要米級長光程池。現(xiàn)有長光程氣體池主要有懷特池、Herriott 型、Chernin 型以及環(huán)形吸收池，配合低發(fā)散角的激光光源。但是這些吸收池結構復雜，裝配難度高，成本高。自主提出的可級聯(lián)氣體池結構簡單，光學效率高，且中心對稱，加工和裝配成本低。 （３）多通道紅外探測器：不同敏感波長的紅外探測單元集成在同一襯底上，構成多通道器件，可共用一個氣體池和光源，節(jié)省器件，降低了成本，同時節(jié)省了體積和功耗。 （４）可調諧濾波器：采用電調FP 腔和單探測器可以動態(tài)選擇透射波長進行探測。具有在一定波段內連續(xù)掃描實現(xiàn)紅外光譜儀的功能，也可以隨機定位某個特定波長探測，靈活性強。除了用于已知氣體成分的濃度檢測，還可用于對含有未知氣體種類的應用場景進行氣體檢測。另外，大口徑的壓電驅動可調濾波器可用于電力開關柜SF6氣體泄露、天然氣管道氣體泄露以及農作物長勢和病蟲害監(jiān)測等場合的紅外光譜成像檢測。 （５）微小型紅外光譜儀：紅外光譜儀是在一個較寬的紅外波段進行掃描以獲取物質的光譜信息，借此探知物質的未知成分。傳統(tǒng)的紅外光譜儀體積大，主要在實驗室使用。本技術采用FP 腔可調濾波器具有體積小結構穩(wěn)定的特點，易于實現(xiàn)現(xiàn)場檢測。 圖1 四通道濾波聚焦單元、光學/探測器集成結構以及紅外光譜探測器 圖2  長光程氣體池（平均光程>1米） 圖3 可調光譜探測器-PZT壓電陶瓷驅動FP腔可調濾波器及可調光譜 圖4 紅外氣體傳感器模組 【技術優(yōu)勢】 （1）基于表面微納結構的窄帶濾光片/微透鏡陣列技術：實現(xiàn)覆蓋中波和長波紅外的寬波段濾光/聚焦結構，具有低成本制造優(yōu)勢。 （2）多通道紅外探測器集成芯片技術：多通道濾波/聚焦陣列結構與紅外探測單元陣列集成，實現(xiàn)多波長光譜探測芯片，具有低成本和小體積優(yōu)勢。 （3）可級聯(lián)長光程池技術：適合熱光源的米級光程氣體吸收，實現(xiàn)低成本ppb 級紅外氣體探測。相比高精度的激光氣體傳感器，具有成本優(yōu)勢。

裝備制造業(yè)是一個國家的脊梁”；五軸數(shù)控機床作為高端裝備的代表，是加工復雜空間曲面的唯一手段，起著不可替代的作用，成為衡量國家裝備制造水平的重要標志。我國是機床制造和消費大國，但不是強國，高檔數(shù)控機床主要依賴進口。2018年我國機床進口總額165億美元(占機床消費總額近57%），由于禁運，制約我國裝備制造水平提升。 國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃設立了“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項。本項目面向這一國家重大需求，研制了激光高精度多誤差參數(shù)的快速綜合測量儀，通過誤差補償，顯著提高數(shù)控機床的制造與加工精度。

成果簡介：本腦電采集系統(tǒng)利用專用的集成化生物電勢測量芯片實現(xiàn)前端模擬信號的調理，具有低噪聲、多采樣率和高精度的特點，其內置高共模抑制 比且增益可調的放大電路，降低了設備的尺寸和硬件成本。同時，開放式的 CPCI總線提高了系統(tǒng)的可拓展性和靈活性，支持單個或多個板卡同時采集。 每個板卡最多可采集 16 導聯(lián)的腦電信號，設備支持 4 個板卡共 64 導聯(lián)腦電 信號同時采集，也可根據(jù)需要進一步升級為 

產品詳細介紹 電子羅盤HMR3000 電子羅盤HMR3000簡介：隨著電子信息技術的發(fā)展，GPS在導航、定位、測速、定向、測量等方面給人們帶來了極大的方便。但在某些地理環(huán)境下GPS 無法準確定位（如：被高樓、高山、峽谷、樹冠等物體所遮擋時），且在靜止情況下也無法得到方向信息。使用Honeywell公司的HMR3000電子羅盤可對此進行有效的補償，保證導航信息100%有效。即使是在GPS信號失鎖后也能正確工作，真正是"丟星不丟向"。此外，HMR3000電子羅盤還可用來測量物體的姿態(tài)，按照NMEA0183的格式，通過RS232或485接口，實時準確地輸出被測物體的俯仰、橫滾和航向角度，且航向精度高，誤差在±0.5°。可廣泛應用于航海、通信雷達、微波定向、海上平臺控制、天線安裝、無人機、機器人、運動定向、自動控制等方面。HMR3000體積小，功耗低，精度高，價格便宜是姿態(tài)測量用戶的理想選擇。 電子羅盤HMR3000性能參數(shù)

智能化可燃性氣體傳感器具有本質安全、自動調校等優(yōu)點，在多個技術指標上有明顯優(yōu)勢，成本低于同類產品。試生產產品在龍煤集團下屬煤礦試用，其穩(wěn)定性、可靠性、本質安全等優(yōu)點得到使用人員、領導的高度認可。產品在重慶梅安森、中國礦業(yè)大學等生產或研究單位使用、實驗，其性能、優(yōu)點得到有關人員認可。智能化傳感器等產品與WIFI及網絡技術、通訊技術結合產生的智能家居安防系列產品已完成，將作為智能家居重要成員進入千家萬戶。