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本項(xiàng)目采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，制備具有微濾和超濾特性的陶瓷中空纖維膜。本項(xiàng)目采用特殊工藝先通過擠出制備中空纖維原生膜，然后將涂膜液浸涂在中空纖維原生膜表面，經(jīng)過特殊燒結(jié)工藝，得到陶瓷中空纖維超濾膜，本方法也可應(yīng)用于蜂窩狀陶瓷超濾膜。本項(xiàng)目的特點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，所用原料價(jià)格低廉，沒有昂貴的設(shè)備；中空纖維或管式原生膜外表面浸涂勃母石溶膠一步燒結(jié)制備出不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的陶瓷中空纖維和管式超濾膜，大大降低了燒結(jié)成本，進(jìn)而降低陶瓷膜制備成本。

針對(duì)國(guó)內(nèi)鍛造行業(yè)工廠具備的多品種、大批量、不能一物一碼追溯 的特點(diǎn)，以及自動(dòng)化程度和信息化水平普遍較低的現(xiàn)狀，開發(fā)了擁有十 多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制造執(zhí)行系統(tǒng)，已在多家鍛造工廠成功實(shí)施。 鍛造工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)包括六大子系統(tǒng)：企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)； 產(chǎn)品工藝編制以及報(bào)價(jià)核價(jià)系統(tǒng)；生產(chǎn)過程二維碼追溯系統(tǒng)；鍛造模具 成套管理及壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)；面向異構(gòu)設(shè)備的多源信息融合工況辨識(shí)與統(tǒng) 一管理系統(tǒng)；生產(chǎn)信息定制及云端發(fā)布查詢系統(tǒng)。 主要特色和創(chuàng)新如下:（1）實(shí)施成本低，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，中小型制

復(fù)合垃圾衍生燃料制造技術(shù)是開發(fā)低成本、高固硫率和防潮抗水型，適用于工業(yè)鍋爐燃用的復(fù)合垃圾衍生燃料，可以適量加入粘結(jié)劑或根據(jù)生物質(zhì)具體性能對(duì)其進(jìn)行生物化學(xué)預(yù)處理以適當(dāng)提高其粘結(jié)力；可將復(fù)合垃圾衍生燃料的灰分、水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、燃料比、粒徑大小、焦渣特性、熱變形特性等調(diào)整到有利于燃燒的最佳值，大幅度降低生產(chǎn)成本，使之發(fā)展成先進(jìn)的高效清潔燃料。 該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是制備出適合我國(guó)現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。RDF制備過程中摻入一定量的煤，不僅有利于提高熱值，均勻分配物料，同時(shí)還可以起到助粘的作用；同時(shí)，壓制成型塊燃料，使其具有統(tǒng)一形狀和規(guī)格，易實(shí)現(xiàn)成型時(shí)添加固硫、脫氯劑及催化劑等，再配套合適的燃燒設(shè)備，既有利于高效燃燒又能減少污染。該處理方式，可為國(guó)內(nèi)垃圾提供一條新型資源化解決途徑，這樣既節(jié)省了處理垃圾的處理費(fèi)和供熱燃料費(fèi)，又減少了固體廢棄物。 本研究利用生物質(zhì)型煤生產(chǎn)工藝來進(jìn)行了C-RDF成型制備研究。復(fù)合垃圾衍生燃料爐前成型是指直接使用煤場(chǎng)的動(dòng)力配煤，在不添加或添加少量粘結(jié)劑的條件下，由置于鍋爐旁的成型機(jī)成型后直接下落到爐排上，供鍋爐燃用。 垃圾衍生燃料成型工藝主要分為三個(gè)工序，即原料制備、攪拌成型和固結(jié)干燥。3個(gè)環(huán)節(jié)中重點(diǎn)在于原料制備環(huán)節(jié)。 垃圾衍生燃料之所以能在爐內(nèi)燃燒過程中取得較散煤好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，是由于燃料個(gè)體形狀規(guī)格，使垃圾衍生燃料層具有均勻分布的空隙率，且其單個(gè)空隙容積較大，有利于可燃?xì)怏w的反應(yīng)。燃料層的空隙率大則通風(fēng)阻力小，有助于降低風(fēng)機(jī)電耗和結(jié)渣程度。 應(yīng)用范圍： 適合我國(guó)現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。

適用于院校智能制造、機(jī)電一體化、機(jī)械制造相關(guān)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備建設(shè)、搬遷及改造，包括數(shù)控加工程序管控與機(jī)床設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)線的質(zhì)量監(jiān)控與質(zhì)量追溯、生產(chǎn)線的工業(yè)應(yīng)用管控平臺(tái)與教學(xué)平臺(tái)的集成及MES系統(tǒng)優(yōu)化等 。

高精度模具制造

機(jī)械制造

軸承智能制造生產(chǎn)示范線以滾動(dòng)軸承裝配為應(yīng)用場(chǎng)景，基于云平臺(tái)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研制出滾動(dòng)軸承機(jī)器人自動(dòng)裝配作業(yè)生產(chǎn)線；運(yùn)用數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，建立滾動(dòng)軸承機(jī)器人自動(dòng)裝配生產(chǎn)線三維數(shù)字化模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承裝配作業(yè)流程優(yōu)化和仿真；借助無線網(wǎng)和傳感器，實(shí)時(shí)采集滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)的過程數(shù)據(jù)，并上傳云端，應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，自動(dòng)生成滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)報(bào)表；采用云端軟件架構(gòu)，開發(fā)集滾動(dòng)軸承裝配生產(chǎn)過程管理、實(shí)踐教學(xué)管理、在線課程和遠(yuǎn)程教學(xué)指導(dǎo)等功能于一體的管理軟件，為工科學(xué)生或企業(yè)員工學(xué)習(xí)云制造技術(shù)，提供一款忠于工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，云制造技術(shù)要素齊備，工藝流程短小精悍，便于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)組織和開展的典型生產(chǎn)線。 滾動(dòng)軸承裝配柔性生產(chǎn)組成：由原料貨架、AGV、滾動(dòng)軸承自動(dòng)裝配單元、工業(yè)相機(jī)、貨架等硬件設(shè)備構(gòu)成。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組建：機(jī)器人、PLC、AGV、工業(yè)相機(jī)等節(jié)點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)傳感器，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相連接。生產(chǎn)線數(shù)字化模型建立：利用虛擬仿真軟件創(chuàng)建設(shè)備三維數(shù)字化模型。生產(chǎn)工藝流程重組、優(yōu)化和仿真：基于效率、能耗或設(shè)備利用率等，運(yùn)用智能調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)過程模擬仿真、流程規(guī)劃。生產(chǎn)過程精細(xì)化管理和智能決策：建立生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)。

近日，北京大學(xué)物理學(xué)院馬仁敏研究員課題組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淠軒Х崔D(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)，將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，并基于此實(shí)現(xiàn)了一種高性能的拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器具有垂直出射、高方向性、小體積、低閾值、窄線寬、單橫模、單縱模和高邊模抑制比等優(yōu)異特性。相關(guān)工作被《Nature Nanotechnology》雜志以標(biāo)題 “A high-performance topological bulk laser based on band-inversion-induced reflection” 進(jìn)行長(zhǎng)文報(bào)道。 激光器的發(fā)明加深了人們對(duì)光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識(shí)，并對(duì)現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。至激光器發(fā)明以來，激光微型化始終是一個(gè)重要的研究方向。半導(dǎo)體激光器因?yàn)橐子陔姳闷趾鸵?guī)模生產(chǎn)與集成等優(yōu)點(diǎn)，是激光微型化的首要選擇。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體激光器的微型化已經(jīng)取得了巨大的成就。尤其是具有垂直出射特性的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），目前已有數(shù)以百億計(jì)的該型激光器被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通訊、激光雷達(dá)、人臉識(shí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與醫(yī)療手術(shù)等領(lǐng)域。圖1：拓?fù)潴w態(tài)激光器原理和示意圖。(a) 用于構(gòu)造能帶反轉(zhuǎn)的拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)光子晶體示意圖。(b) 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)能帶反轉(zhuǎn)可用來實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)的反射和限制。(c) 垂直發(fā)射拓?fù)潴w態(tài)激光器示意圖。拓?fù)潴w態(tài)激光器出射方向垂直于光學(xué)腔反饋平面。 馬仁敏研究員與合作者提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型垂直發(fā)射激光器—拓?fù)潴w態(tài)激光器。這種新型激光器直徑只有數(shù)微米，具有良好的垂直發(fā)射方向性, 窄線寬，單橫模、單縱模，能夠在室溫下以千瓦每平方厘米閾值穩(wěn)定工作，單模輸出邊模抑制比超過36 dB。這些性能與商業(yè)化激光二極管相當(dāng)，根據(jù)IEEE以及相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)滿足多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域需求。 該類激光器的實(shí)現(xiàn)有賴于實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的一種新型光反射和限制機(jī)制：能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)。圖1給出了能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)限制效應(yīng)和基于其實(shí)現(xiàn)拓?fù)潴w態(tài)激光器的原理和示意圖：實(shí)驗(yàn)中首先通過對(duì)二維光子晶體進(jìn)行變形操作，分別獲得了具有拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)的能帶結(jié)構(gòu)；相較于拓?fù)淦接箲B(tài)，拓?fù)鋺B(tài)的光子晶體能帶結(jié)構(gòu)中發(fā)生偶極子和四極子能帶間的能量反轉(zhuǎn)；實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)頻率靠近能帶邊緣的光場(chǎng)雖然在拓?fù)鋺B(tài)和拓?fù)淦接箲B(tài)中都可以自由傳播，但是在兩者的界面處會(huì)發(fā)生能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)發(fā)射；該能帶反轉(zhuǎn)引起的光場(chǎng)反射和限制效應(yīng)僅發(fā)生在布里淵區(qū)中心附近，越靠近布里淵區(qū)中心，光場(chǎng)反射和限制越有效，使得利用該類型反射機(jī)制構(gòu)建的拓?fù)潴w態(tài)激光器具有單橫模、單縱模、面內(nèi)反饋、垂直出射等優(yōu)異特性。圖2：拓?fù)潴w態(tài)激光器件與性能。(a-b) 拓?fù)潴w態(tài)激光器諧振腔（a）和拓?fù)浣缑嫣帲╞）的電鏡圖。（c）隨功率變化的光譜。（d）激射光譜。（e）激射實(shí)空間近場(chǎng)分布。（f）激射角分辨遠(yuǎn)場(chǎng)分布。 能帶反轉(zhuǎn)光場(chǎng)反射和限制效應(yīng)為激光物理提供了一種新穎的激光模式選擇和出射光場(chǎng)調(diào)控機(jī)制。基于該原理構(gòu)建的新型拓?fù)浼す馄鞲黜?xiàng)性能均達(dá)到了可商業(yè)化應(yīng)用的水平（圖2）。新的光場(chǎng)反射和限制機(jī)制將拓?fù)鋺B(tài)的利用由拓?fù)溥吘墤B(tài)擴(kuò)展至拓?fù)潴w態(tài)，同時(shí)該原理可以拓展到電子學(xué)、聲學(xué)和聲子學(xué)等領(lǐng)域。 該工作發(fā)表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/s41565-019-0584-x)，馬仁敏研究員為論文通訊作者；北京大學(xué)博士后邵增凱、博士生陳華洲和王所為共同第一作者；其他作者包括北京大學(xué)博士生冒芯蕊、楊振乾、訪問學(xué)生王少雷，以及日本國(guó)立材料研究所教授胡曉，學(xué)生王星翔。這項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部、北京市自然科學(xué)基金、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。

激光發(fā)射的光打到被測(cè)工件的表面，散射回來的光被透鏡匯聚到光電接收器上。被測(cè)物體的位置發(fā)生變化時(shí)，光電接收器上光點(diǎn)的位置也會(huì)發(fā)生變化，由此檢測(cè)到物體位置的變化。現(xiàn)已開發(fā)兩種，分別成功應(yīng)用于靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。 主要功能和技術(shù)指標(biāo)： 非接觸式測(cè)量，適用于任何非鏡面的粗糙表面物體的檢測(cè)；測(cè)量范圍可以根據(jù)用戶要求選擇，從10mm~200mm；測(cè)量誤差小于0.5%。 傳感器目前已成功應(yīng)用于輪對(duì)幾何參數(shù)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、非接觸式靜態(tài)軌道測(cè)量小車、軌檢車等。已制造100套以上。

一、成果簡(jiǎn)介： 激光平地控制技術(shù)設(shè)備除了應(yīng)用于 北方旱田平整外，還可用于水田平整，能夠有效地改善水田表面微地形，提高水田土地平整度。該設(shè)備可適合我國(guó)南部、東南部等有大面積水稻種植區(qū)的地區(qū)，一般用于水田(直播或者插秧)種植前的土地平整作業(yè)。 本研究成果的核心技術(shù)設(shè)備是30cm激光接收器，更適合于水田地勢(shì)波動(dòng)較大的情況。本研究成果包括激光發(fā)射器、激光接收器和高程控制器。由接收器負(fù)責(zé)接收由激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號(hào)，通過光電轉(zhuǎn)換將