北京工业大学成果推介（第七期）|北京工业大学|原理|机床|样机

双旋轴激光扫描技术

成果单位：北京工业大学

项目简介：

本项目研发的双旋轴激光扫描仪基于同步定位与建图(SLAM)技术，具有核心器件全国产化、大范围扫描、动态扫描、超广角扫描、开发配套软件(高附加值)和多载具适应性的优势。

市场分析：

本产品适应现代三维激光扫描仪的应用需求，打破了国外双旋轴激光扫描仪的垄断。进一步的，本产品通过首创的偏心轴结构设计，大幅提高有效视界，高达95%，远超GEOSlam的60%和Hovermap的70%，形成了强有力的竞争优势，成功实现国产激光扫描仪的弯道超车，改变了双旋轴激光扫描仪的世界格局。

知识产权和产业化分析

由于国外技术垄断，国内购买三维激光扫描仪的价格昂贵，但当国内打破技术壁垒后，价格壁垒也会相应打破，价格可以降至国外价格的三分之一至一半。而该产品可以应用于多个领域，并可根据其型号和技术运用的不同进行不同价格、行业内的销售。根据类似国外产品在国内的销售额，保守预测未来五年的产品销量。

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激光三维动态聚焦振镜系统开发及应用

成果单位：北京工业大学

项目简介：

目前，我国激光三维动态聚焦振镜系统受制于人，完全依靠进口。为了打破这种局面，在国家重点研发计划课题“深空探测卫星准直器的超精密激光焊接制造技术与装备”的资助下，课题组自主研制开发出高精高速激光三维动态聚焦振镜系统原理样机，填补了国内空白，各项技术指标全面超过课题任务书要求，达到国外同类产品的先进水平。为了打破国外产品垄断，急需进行工程化样机的开发和应用验证考核。

市场分析

动态聚焦光路系统优化;机械和运动系统优化;电控系统优化;运动算法及控制软件优化;系统整体布局优化;系统使用可靠性及故障分析;激光三维动态聚焦振镜系统应用验证。

知识产权和产业化分析

优化光、机、电和运动算法及控制软件，掌握系统使用可靠性的影响因素，揭示系统使用故障产生规律，通过优化系统整体布局，研制出高可靠性的高精高速激光三维动态聚焦振镜系统工程样机，开发基于激光三维动态聚焦振镜系统工程样机的激光加工应用技术，打破国外垄断。

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图例说明:

激光三维动态聚焦振镜系统样机

新型电涡流液冷缓速器及其应用

成果单位：北京工业大学

项目简介：

经过10多年努力，基于新原理和新结构，研发出了电涡流液冷缓速器系列产品，经多年大型客车和重载卡车搭载验证，具有性能好、可靠性高和价格低等优点，有大规模推广价值。近年来，该成果拓展到了坦克缓速制动和大吨位无人机的电磁弹射和阻拦，前景广阔。

市场分析

大客车用缓速器和矿用车缓速器有一定市场销售。坦克缓速器在台架试验阶段。

知识产权和产业化分析

国内可以安装缓速器的大型车辆年产量在100万-180万之间。液力缓速器目前实际售价大概每台1.8万元，我们的缓速器产品每台约1万元。若按照占领10%的市场计算，产值可以达到10个亿。

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重型数控机床-地基基础系统监测平台

成果单位：北京工业大学

项目简介

目前，项目组提出了满足机床精度等级要求的地基基础强度设计标准，针对不同体系的重型机床，掌握了基础加筋层排列方式、光纤光栅布置方法、中轴解耦变形检测等关键技术，形成了一套重型数控机床-地基基础系统质量的判定标准及检测方法，搭建了系列化的重型数控机床-地基基础系统监测平台。对提升国产重型数控机床的精度、国产重型数控机床产品技术水平和自主创新能力提供技术指导。

市场分析

重型数控机床加工精度受地基基础影响，在机床设计、装配之初忽略地基基础因素而导致整机精度等级不足屡见不鲜。目前，根据机床的发展方向和市场需求，需完善重型数控机床-地基基础系统的基础设计定制化、基础质量监控智能化以及精度补偿自愈化等方向的研究;基础设计定制化是针对不同系列的重型机床，根据基础载荷分布设计出满足机床精度要求的基础，并形成系列化的技术标准;基础质量监控智能化主要利用人工智能技术实现基础监测数据的处理和整合，进行自主学习与建模形成智能化的监控系统;精度补偿自愈化是通过数字孪生技术和误差补偿技术，针对不同工况条件因地基基础变形、机床自身变形等因素耦合作用下，实现重型数控机床系统的加工精度自愈补偿过程。

知识产权和产业化分析

本项目实施成本约300万元主要用于采购光纤光栅传感器、SA-GXGS机架型光纤传感分析仪等设备、地基基础设计研发与工程实施的研发投入。针对传统的基础设计，项目可为企业减少高达50%的施工成本、解决企业与机床厂家因基础质量引起的商业纠纷，项目从落成初期就可实现重型数控机床-地基基础系统的监测工作，随着工作时间的累积，监测平台带来的潜在效益是无形的，如产品部件制造一致性提高15%以上，故障诊断率提高20%以上，精度保持性提高15%以上，MTBF提高20%以上等。该平台对提升国产重型数控机床的精度、国产重型数控机床产品技术水平和自主创新能力提供技术指导

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柔性装配机器人及其产业化

成果单位：北京工业大学

项目简介:

项目组紧密围绕柔性装配机器人制造领域关键环节，开展新一代智能技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。与常规的机器人相比，柔性装配机器人要求的性能更高、适应性更强，智能化水平更高。目前课题组在人机协作生产技术、运动控制和优化、装配工艺智能决策、装配性能自动检测以及软件开发等方面形成了一整套面向装配机器人的理论成果。同时，在装配平台研制方面，设计了用于空间复杂结构的栓接装配的样机。此外，装配机器人用于胶接装配方面的应用也正在研究和设计中。研制的成果将大大提高装配的效率、可靠性与成功率。

市场分析

目前，装配机器人领域正在加大科研力度，进行装配机器人共性技术及关键技术的研究，并朝着智能化和多样化的方向发展。主要的发展包含了装配机器人的精确定位、实时控制、检测传感、软件开发、图形仿真、智能装配、协作装配等方向。装配是产品生产的后续工序，在制造业中占有非常重要的地位。由于装配所具有的重要意义，装配领域将是未来机器人技术发展的焦点之一。装配机器人是集光、电、机械、控制、通讯为一体的技术密集型产品，具有广阔的发展空间和潜力。

应用方向

柔性装配机器人

知识产权和产业化分析

《中国智能制造“十三五”规划》确定了两大时间点和十个重要任务，为中国智能制造产业发展指明方向。一系列产业政策和措施亦快速落地，直接推动我国了的智能制造技术及相关产业迎来历史性的发展机遇。柔性装配机器人的产业化是智能制造实现中的重要组成部分，可以带动相关行业的快速发展，缩小与世界先进水平的差距。

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图例说明：

1、装配机器人

2、装配检测模块

3、装配控制系统

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