1988年国际上提出的MEMS(MicroElectroMechanical System)技术是将IC工艺和机电设计相结合制造微传感器、微执行器和微系统的新技术，也称硅MEMS。作为对硅MEMS的补充和发展，非硅材料种类繁多、性能各异，能满足不同应用领域的需求，我们在国家863 计划等项目支持下于九十年代初首先提出并创立了非硅MEMS技术。 提出非硅MEMS新概念和总体思路；开发了以金属基为主的多种材料兼容的非硅表面微加工、高深宽比三维微加工等成套非硅微加工技术，为非硅MEMS发展奠定了良好基础；把经典原理和非硅微加工结合，开发了一系列压电、静电、磁电、微流体、惯性等种类的微器件和微系统，形成若干具有完全知识产权的专利群；并将非硅MEMS应用于生物芯片、微引信、信息、光器件、复合膜模具、国防武器、非硅MEMS生产线等众多领域，取得了显著的经济、社会效益，推动和引领了我国非硅MEMS技术的应用和发展。  非硅MEMS技术及其应用获得国家技术发明二等奖2项（2008，2000），省部一等奖4项，获2009年中国工业博览会创新奖；授权发明专利200多项；出版MEMS专著6部。

产品详细介绍 一、机器人技术产业应用方向介绍     随着计算机科学技术的不断发展，工业机器人应用领域也随之不断扩展和深化。工业机器人已成为一种高新技术产业，正为工业自动化发挥着巨大作用。 机器人学是一门综合性的新兴学科，它是综合了机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，它代表了机电一体化的最高成就。 随着科学技术的不断发展，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。工业机器人是机器人学的一个分支，工业机器人已成为柔性制造系统（FMS)、自动化工厂（FA)、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。 (一)工业机器人 图表 工业机器人未来发展方向 我国未来工业机器人（300024）技术发展的重点有： 一，危险、恶劣环境作业机器人：主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人； 二，医用机器人：主要有脑外科手术辅助机器人，遥控操作辅助正骨等； 三，仿生机器人：主要有移动机器人，网络遥控操作机器人等。 其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成，中投顾问在《2016-2020年中国机器人产业投资分析及前景预测报告》中指出，我国工业机器人行业要认识到以下几点情况：第一，工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持，参考国外先进经验，加大技术投入与改造；第二，在国家的科技发展计划中，应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持，形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面；第三，部分国产工业机器人已经与国外相当，企业采购工业机器人时不要盲目进口，应该综合评估，立足国产。 (二)服务机器人 服务机器人技术越来越向智能机器技术与系统方向发展，其应用领域向助老助残、家用服务、特种服务等方面扩展，在学科发展上与生机电理论与技术、纳米制造、生物制造等学科进行交叉创新，研究的科学问题包含新材料、新感知、新控制和新认知等方面。而涉及服务机器人的需求与创新、产业、服务及安全之间的辩证关系依然是其发展的核心原动力与约束力。 研究服务机器人产业基础框架与核心技术，发展服务机器人战略性新兴产业，对促进我国机器人自主创新体系的建立，适应“机器人进入千家万户”的产业发展趋势，将产生深远的影响。同时对应对我国老龄化社会、建设和谐社会等，具有重要的战略性、前瞻性和引导性。 二、机器人市场前景展望及职业院校开设机器人专业的重要意义     《机器人产业“十三五”发展规划》草案已基本制度完成。《规划》提出了今后五年中国机器人产业的主要发展方向，工信部将重点推进工业机器人在轮胎、陶瓷等原材料行业，民爆等危险作业行业，锻造铸造等金属工业行业以及国防军工领域的推广应用；《规划》也对服务机器人行业发展进行了顶层设计，家庭辅助类机器人以更高的性价比解放人类双手。     推动工业机器人变大变强      中国已经连续两年成为世界第一大机器人市场，但产业大而不强。如何促进机器人市场的健康有序发展是管理层非常关注的问题。     以工业机器人为例，目前我国精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口，而这些零部件占到整体生产成本70%以上。     其中，精密减速器75%的份额被日本垄断，国内高价购买占到生产成本的45%，而在日本仅为25%，我国采购核心零部件的成本就已经高于国外同款机器人的整体售价，在高端机器人市场上根本无法与国外品牌竞争。     服务机器人千亿市场待开拓     近年来，工业机器人发展速度较快，但服务机器人相对弱势。因此，《规划》对服务机器人行业发展进行了顶层设计。    《规划》提出了市场主导、质量为先、强化基础、创新驱动的发展原则，实现在助老助残领域、消费服务领域、医疗领域等重点领域的示范应用，并开展核心零部件攻关、前沿共性技术研发、医疗康复机器人应用等重点工作。     目前，家务辅助机器人每年以超过10%的增长速度出现在生活中，把个人从繁重的家务劳动中解放出来，家庭机器人将成为继计算机之后的又一个科技和产业发展浪潮。    家庭辅助类机器人以更高的性价比解放人类双手，保守估计市场空间将超千亿元。随着云机器人技术获得重大突破，小型家庭用辅助机器人将大幅度降低生产成本，将在2020年之前形成至少累计416亿美元的新兴市场。     服务机器人一般需结合特定市场进行开发，所以从这点上来说，本土企业更容易结合特定的环境和文化进行开发，占据良好的市场定位，从而保持一定的竞争优势。     2016-2020年中国机器人销量预测     2013年，中国工业机器人销量为3.69万台；2014年达到5.7万台，同比增长了55%。 综合以上因素，中投顾问在《2016-2020年中国机器人产业投资分析及前景预测报告》预计，2016年中国工业机器人销量将达到9.35万台，未来五年(2016-2020)行业年均复合增长率约为30.12%，2020年中国工业机器人销量将达到26.8万台。     因此，中高职院校开设工业机器人相关专业恰逢其时，对学校专业升级和改造至关重要。  图表 中投顾问对2016-2020年中国工业机器人销量预测             

成果简介：单葡糖醛酸基甘草次酸（GAMG）和甘草次酸（GA）是甘草酸的两 种改性衍生物，具有比甘草酸更优良的抗炎症、抗过敏、抗病毒、抗肿瘤等功效，在医药、化妆品行业具有广泛应用。此外，GAMG 还是一种高甜度（其 甜度是蔗糖的 1000 多倍）、低热量的天然功能性甜味剂。由于化学改性法键 选择性低，很难将甘草酸定向转化为 GAMG 或 GA，且化学法对生产设备要

缓控释技术和生物酶技术研发人员，理论与实践二者兼而有之

 随着蔬菜产业的发展，蔬菜集约化育苗势在必行。然而在北方寒区采用连栋温室育苗耗能大、成本高，难以大面积推广；而采用传统日光温室育苗则采光差、光照不均匀，影响幼苗质量。因此研制出一种光照均匀、保温蓄热好的育苗专用日光温室及配套设备和技术，建立低成本节能日光温室集约化育苗技术体系，十分必要。本项目在国家和省部的资助下，历时十余年研制出育苗专用日光温室及配套设备和关键技术，应用效益显著。具体成果如下：     （一）主要技术内容和特点     1. 研制出育苗专用日光温室 首次完整创建了以冬至合理透光率和太阳能截获、合理热阻和保温比、合理蓄热体起始温度和蓄热量为核心的日光温室设计理论与方法，据此设计出第三代育苗专用节能日光温室，研制出由连贯间连接的育苗专用日光温室群，制定了建造技术规范。育苗专用日光温室采用短后坡、前坡双曲面和大屋面角设计，使室内采光均匀；而且较连栋温室降低成本50%，较第二代节能日光温室增光6%以上和增温5℃以上；夜间室内外温差35℃以上，可在-20℃以上地区不加温或-20～-30℃地区少加温进行果菜育苗。     2. 研制出日光温室蔬菜育苗专用配套设备与营养基质 创新研制出适用于日光温室钢骨架安装的单轨悬挂式室内喷淋机、三轨式新型立柱喷淋机、半地下式可移动育苗床架、便携式穴盘播种机等育苗配套设备，成本较连栋温室相应设备降低55%以上。研制出日光温室蔬菜育苗专用营养基质、低成本穴盘育苗营养母剂、椰糠营养基质和营养育苗块，较营养液育苗降低成本50%以上。     3. 研制出日光温室蔬菜穴盘育苗关键技术 研制出提高抗病性与壮苗指数的稀土壮苗剂和具有提高耐低温弱光能力与壮苗指数的钙素壮苗剂，黄瓜和甜瓜穴盘苗贴接和断根嫁接技术；研究确定了以光照度为核心的果菜类蔬菜育苗最佳环境管理指标。     4. 集成构建了日光温室主要果菜集约化节能育苗技术体系 集成本项目研制出的育苗专用日光温室、配套设备、育苗关键技术等，构建了我国北方寒区日光温室果菜集约化育苗技术体系，制订了日光温室蔬菜集约化穴盘育苗技术规程。应用本规程，较普通日光温室育苗提高壮苗指数18%以上，达到连栋温室育苗质量，但较连栋温室育苗成本降低60%以上、节能80%以上。

吉林省所在地区是世界三大著名黄金玉米带之一,亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenee)]是该地区玉米生产上的最重要常发性害虫,每年可造成约10%的产量损失.松毛虫赤眼蜂(Trichogramma dendrolimi Matsumura)是该地区玉米螟卵期的重要寄生蜂.为了减少玉米螟为害所造成的产量损失,吉林省利用当地特有资源优势,以柞蚕卵作为中间寄主大量繁育松毛虫赤眼蜂,并进行了大面积田间推广应用,至今已有近30年历史.

"本项目属工程装备设计制造技术领域。我国是地下施工最多，全断面隧道掘进装备需求量最大和发展速度最快的国家。由于引进装备不适应我国复杂多变的地质情况，导致可靠性差，严重影响施工效率与效益，因此亟需发展相关设计技术并自主研制。掘进装备的关键核心部件是刀盘，缺少地质适应性好与可靠性高的刀盘设计技术是困扰掘进装备自主研制的瓶颈问题。项目组围绕国家重大隧道工程需求，攻克了刀盘地质适应性与高可靠性设计关键技术，促进了我国掘进装备自主设计能力跨越式发展。 本项目技术发明一为提出了广谱地质适应性掘进载荷建模新理论。创建了掘进装备总载荷预测模型，突破了现有建模理论仅适用于单一地质的局限性，降低了总载荷预测误差，为刀盘地质适应性与高可靠性设计提供了载荷条件；本项目技术创新二为发明了软土类刀盘地质适应性设计新技术。建立了掘进装备刀盘高精度参数化建模新方法，实现了复杂地质条件下掘进过程全物理仿真及刀盘结构强度优化设计，突破了刀盘轻量化设计关键技术，降低了设计制造成本；本项目技术创新三为发明了硬岩类刀盘高可靠性设计新技术。提出了随机动态载荷作用下刀盘强度设计方法“

2019年上海市科技进步一等奖 在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果： 1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。 2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。 3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。 4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。 项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。 图 2 自主优化控制大功率变频装置 图 3 混合滤波器实物图  图 4 电能质量主动优化控制系统 图 5   智能保护与自愈系统现场应用及测试

成果介绍传统解决方案光源、光谱仪、共焦光路等各自独立，体积大、装配繁琐；All-in-one 高集成一体化光谱共聚焦传感器方案;光源光路、共聚焦光路和光谱分析光路一体化集成；控制电路、信号处理分析电路一体化集成；测量结果显示输出一体化集成；高可靠、高精度、低装配要求、低空间占用；紧凑型光路及关键配件（如物镜等）自主设计方案；三维扫描系统及配套面型重构算法、特征提取算法；后期将开发更先进的线光源激发共聚焦测量系统。技术创新点及参数非接触测量，完美避免工件表面划伤；广泛适用于各种材料表面测量（不透明/透明/半透明、液体等）；待测工件颜色不敏感；极高的位置变化测量精度以及高的表面扫描分辨率；点成像方式，不存在通常3D扫描仪的遮挡效应；可实现大表面倾角处的位置测量；可实现多层工件（透明/半透明）各界面处的形貌扫描；无激光光源安全问题。

芳纶基环氧树脂开发与应用 1、技术分析 低粘度液体芳纶基环氧树脂，既保留芳纶纤维的骨架结构又引入环氧基团，还引入柔性的醚键，与芳纶纤维及环氧树脂的相容性均较好，起到桥梁作用，可在不破坏芳纶纤维本体结构情况下，解决了芳纶纤维与环氧树脂基体间界面粘结性问题，同时也能增加环氧树脂基体的韧性；不改变现有复合材料生产工艺，可操作性强，可实现工业化大规模生产，具有非常强的国内外竞争力及产业化应用前景。 2、应用范围及目前应用状态 特种环氧树脂复合材料相比于金属材料，具有轻质、耐磨损的性能优势，用于大型客机、商务飞机、固体火箭发动机壳体和卫星等结构部件，可有效减轻机身自重，节约飞机燃料的使用。在新一代通信技术方面，芳纶可增加光缆的刚性和强度，广泛应用于室内外光纤和电力缆的增强件，对推动我国新一代通信技术的发展起到重要作用。在电子电器相关领域，日本松下电器公司在浸渗高耐热的环氧树脂固化芳纶无纺布上贴合铜箔而制成印刷线路基板。特种环氧树脂复合材料兼具优异的电绝缘和耐热性能等优点，可作为耐高温绝缘材料应用于电动机、变压器、电抗器等电力设备中，同时因其优异的力学性能也可用于绝缘拉杆及绝缘支撑器件。 目前应用状态：完成芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究，探索了芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料之间的界面性能的影响。 （1）芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究 选择环氧值为最大条件下制备的芳纶基环氧树脂，将芳纶基环氧树脂添加量分别为 E-51质量分数的2.5%、5%、7.5%与 E-51 混合后，经二乙烯三胺固化，根据国标制得标准样条，样条如图1所示。 （a）拉伸样条      （b）弯曲、耐冲击样条图1  固化样条 表1 掺入百分比的2号样品的固化物力学性能 2号样品掺入量 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /MPa 冲击强度 kJ/m2 0 31.55 1.65 107.08 5.42 2.5 60.08 3.11 96.04 7.96 5 68.94 3.96 128.65 11.25 7.5 44.64 2.54 97.07 11.34 如表1所示，掺入量的增加，固化物拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均呈现先增后减趋势，在E-51中添加5%时，弯曲强度略有提高，拉伸强度提高2.2倍，断裂伸长率提高2.4倍，抗冲击强度提高2.1倍。主要是因为芳纶基环氧树脂液体本身具有刚性苯环，同时也含有柔性的烷基侧链，并以环氧基封端，提高了与树脂基体的相容性，将刚性结构交联到体系当中，提高了体系的力学强度，因此掺入芳纶基环氧树脂液体后拉伸强度和断裂伸长率均提高了。而冲击强度保持上升趋势，掺入量超过5%后基本不再发生变化。 （2）芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料制备 取一定量环氧树脂，常温下加入一定比例的芳纶基环氧树脂，再将固化剂（DEDDM）加入到上述混合物中（胺值与环氧值等当量），搅拌均匀后，再按真空干燥箱中，抽真空30min。采用手糊法制备芳纶织物/环氧树脂复合材料，铺好后盖上离型纸放入80℃压机中加压，使树脂与芳纶纤维布浸渍，将平板硫化机升温至140℃，将脱模布和离型纸放入，铺厚3mm放在模具中，将140℃/1MPa下保压15min，再将压力升至10MPa，保温固化2.5h，冷却至室温开模，如图2所示。 图2  芳纶织物-环氧树脂复合材料 3、前景及经济社会效益分析 本项目根据芳纶纤维和环氧树脂的结构特点，设计和制备一种具有“两亲结构”的新型芳纶基环氧树脂。该树脂具有芳纶的骨架结构和环氧丙烷的侧链。分子中的芳纶骨架部分与芳纶织物纤维的结构相同，有利于两者之间的互相亲和。而芳纶基环氧树脂分子中的环氧基团与环氧树脂的结构具有相似性，与环氧树脂具有很好的相容性。芳纶基环氧树脂能广泛应用于电缆增强、防弹背心、运动织物、登山绳、防割手套和绝缘纸产品中，带动更多收益效应。 蓖麻油基环氧树脂开发与应用 1.研究背景及意义 目前我国已是世界上塑料制品生产和消费最大的国家，环氧树脂具有优异的粘接强度，良好的介电性能，制品尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性较好、对碱及大部分溶剂稳定，是一种常见的应用非常广泛的热固性树脂塑料，目前全球环氧树脂年产量达到250万吨左右，需求量巨大。其中双酚A型环氧树脂用量最广泛，占环氧树脂总量的85%以上，67%以上的双酚A型环氧树脂则依赖于石化资源，同时其存在着毒性问题。 目前，国内外对于生物基热固性树脂的研究相对越来越热，其中，植物油以其来源广、产量大、价格低的优势，而备受广泛研究，目前有关植物油基增塑剂和环氧树脂的研究主要包括大豆油基、桐油基、蓖麻油基、甘油基、松香基等。 蓖麻是世界十大油料和四大不可食用油料作物之一，我国是世界上栽培蓖麻和生产蓖麻籽的主要国家之一，种植面积和产量曾一度跃居世界第一，蓖麻油是重要的化工原料，称作“土地里种出的石油”。 蓖麻油的基本结构： 羟基平均官能度约2.7，羟值为156～165 mg/g，碘值80～90 g/100g，皂化值为170～190 mg/g。 2.技术路线 （1）环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成（ECOGE） 环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成采用液体酸多相催化法，其原理是有机酸被过氧化氢预氧化为过氧化有机酸，再将蓖麻油缩水甘油醚氧化为环氧蓖麻油缩水甘油醚，反应原理如下式所示。 （2）蓖麻油多元醇的合成（COP） 选择不同催化反应体系，使用甲醇、乙醇、丙烯醇、苯酚、苯甲酸、丙烯酸等不同柔性、刚性基团对环氧蓖麻油环氧基团进行开环加成，增加分子中羟基，制备蓖麻油多元醇，为下一步蓖麻油多缩水甘油醚制备提供基础。此反应过程中，酸催化体系下发生亲电加成反应，碱催化体系下发生亲核加成反应，在开环过程中，注意避免酯键发生水解或者酯交换反应。 （3）蓖麻油多缩水甘油醚的合成（COPGE） 将上述蓖麻油多元醇与环氧氯丙烷反应，生成蓖麻油多缩水甘油醚，此反应有两种方法合成，一种是羟基与环氧氯丙烷发生开环闭环两步反应，最终生成缩水甘油醚；第二种方法是羟基和环氧氯丙烷直接一步法制得缩水甘油醚，但是环氧氯丙烷用量大。 3 蓖麻油基环氧树脂的结构与性能参数 （1）蓖麻油三缩水甘油醚（XY966） 环氧值：0.15~0.25 eq/100g 粘度(25℃)：150~450mPa·s （2）氢化蓖麻油三缩水甘油醚（HCOGE） 环氧值 ： 0.18 eq/100g 粘度(25℃) ： 850 mPa·s （3）环氧蓖麻油三缩水甘油醚（ECOGE） 环氧值 ：0.38 mol/100g 粘度(25℃) ：650 mPa·s  （4）苯氧基蓖麻油多缩水甘油醚（POCOGE） 环氧值：0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ：950 mPa·s （4）苯酚-蓖麻油基多缩水甘油醚（PCOGE） 环氧值： 0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ： 1550 mPa·s （5）蓖麻油九缩水甘油醚（ CONGE ） 环氧值：0.31 eq/100g， 粘度(25℃) ：6050 mPa·s 3.本项目的特色与创新之处 （1）项目特色 1）本研究所采用的原料蓖麻油是植物基可再生资源，所合成的蓖麻油基环氧树脂是低毒环保可降解物质； 2）本研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂； 3）本研究以柔性的蓖麻油为原料，引入刚性基团，合成一系列柔性和刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂。 （2）项目创新之处 1）研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂，反应步骤少，处理简单。其中环氧乙酰蓖麻油拉伸效率高于DOTP，而环氧苯甲酰蓖麻油的拉伸强度和断裂伸长率均高于DOTP，可应用于刚性需求高的场合； 2）本研究将蓖麻油碳碳双键环氧化后开环，后与环氧氯丙烷反应制得高环氧值的蓖麻油基环氧树脂，提高了固化物的交联密度，提高了环氧树脂的拉伸、弯曲等性能。 3）本研究在柔性的蓖麻油分子链中引入刚性基团，解决了蓖麻油基合成一系列刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂，赋予环氧树脂配方良好的柔性、抗冲击性和耐热冲击性能。