本系统首先从破解高速公路二义性、多义性路径识别的难题着手，做到“按实计费、按实收费、按实拆分”，可以真正实现：①高速公路“一卡通”，根据路径科学合理收费。目前是半自动模式，下一步是自动收费模式；②车辆、路网、司机三者信息无线互通，缓和道路堵塞和减少交通事故；③减少收费站的投资和运营费用,杜绝职务犯罪；④提高公路运营效率、节省资源、减少污染。本系统的总体目标是：在高速公路统一实行入口发卡、射频卡记录路径、出口缴费、安全预警的联网收费模式，实现收费系统和预警系统的兼容，最终达到“人、车、路”三者的信息

课题组长期以来从事涡轮钻具的研究，其中，设计的中速涡轮钻具已投入到实际钻井中；近两年，又成功设计了高速涡轮钻具，并开展了大量台架试验，获得了成功，并正准备运用于实际钻井工程中。该项目拥有自主知识产权。所属技术在国内处于领先水平，达到国际同类产品水平。 该项目可用以解决目前油气勘探开发中遇到的深井，超深井，难钻底层及页岩气开发等问题，可大幅提高钻井速度，缩短建井周期。 主要技术指标：（1）中速涡轮，转速范围400~800rpm，直径规格240~165mm，设计扭矩，1000牛米； （2）高速涡轮，转速范围800~1500rpm，直径规格127~175mm，设计扭矩：1000牛米；

1 成果简介在现代的传输系统中，信息量越来越大，实时性越来越强。在不能保证所有信息都实时处理的情况下，如何保证实时信息的获取与存储是一个关键的问题。在很多传输系统中，都要求将原始信息保存一定的周期，这也需要实时获取信息并存储。另外，在系统调试中，也需要对某些信息进行采集进行分析，并可以将原始数据回放进行进一步的调试。 清华大学经过长时间的研究和实验，开发出了一种利用计算机 USB 接口的实时记录回放设备。2 技术指标*记录速率： 1 ~320Mb/s； *回放可适应速率： 1 ~160Mb/s； *记录回放误码率：优于 1×10-11； *接口电平： ECL、 LVDS、 TTL、 LVTTL 可选。3 应用说明USB 记录与回放设备通过计算机 USB 接口，实时地将数据记录存储到计算机的硬盘上，并可以将硬盘上的数据以数据流的形式回放出来。该设备只需配备一台普通 PC 机或笔记本电脑，安装相应的软件即可使用，操作简便。设备体积仅 300×200×40mm3，重量小于 1 千克，便于携带。4 效益分析目前已经完成设备的定型，单台硬件成本不超过 1 万元（不含 PC 机）。

成果与项目的背景及主要用途： 随着与信息技术和网络技术的不断发展融合，工业机器人已由仅完成单项、重复性操作任务的机械手逐步发展成为具有快速可重构、多功能、智能化等特征的作业单元及大型自动化生产线，并随着技术的进步和市场的需求将在工业生产中逐渐开始全面推广。 技术原理与工艺流程简介： 四轴高速机器人采用 4-R(2-SS)型并联机构,其机械本体结构,包括固定平台、私服驱动机构、支链和动平台四部分组成。四条支链结构相同且轴对称均匀布置,其功能是用于传递驱动机构和动平台间的运动。各零件的连接方式：主动臂 1 上端连接驱动机构的精密减速器输出法兰轴,使主动臂的旋转角度与精密减速器输出法兰同步；另一端通过两个球关节 6分别连接两个相互平行的从动臂 7,从动臂 7 两端带有球关节连接件 2，与球关节6 之间通过从动臂连接销 3 和销端螺母 4 固定连接,相对应的销端螺母 4 上挂有从动臂拉賛 5；所述支链主动臂采用工字型结构,以增强主动臂强度;所述支链从动臂采用管型结构,材质为碳纤维高分子材料。四自由度高速并联机器人支链传递运动的实现：当精密减速器被伺服电机的驱动旋转时,连接在精密减速器输出法兰上的主动臂 1 也被驱动进行同步旋转；由从动臂 7 和球关节 6 组成的平行四边形机构将主动臂 1 末端的摆动传递给动平台。 性能参数如下： 工作空间: ￠1000mm×150mm，-180°~180°￠700mm×100mm， -180°~180° 加 速 度: 100~200m/s2 抓取频次: 120-180picks/min 定位精度: ±0.2mm/±1° 重复精度: ±0.1mm/±0.5° 应用领域： 食品、医药、电子、新能源等行业中高速智能分选与包装 合作方式及条件：具体面议

感官控制的人机交互(human-machine interface, HMI)可以在人和外界 设备之间建立新的自然交流途径，有利于提高人们的生活品质，例如，有意识 地眨一下眼睛，即可开/关电灯。传统的采用眼为微弱的体表生物电信号，却 忽略了眨眼引起的太阳穴附近皮肤的微小运动。本项目采用摩擦纳米发电技术 (triboelectric nanogenerator, TENG ),设计一种微运动 / 位移传感器 (mechnosensationalENG, msTENG),对于该微小运动的探测有极高的灵敏度 (数百倍于同步眼电信号)，并且相对于传统的眼电探测电极具有更好的耐久 性和稳定性。通过与眼部巧妙的附着方式，获取高灵敏度和持久稳定的眨眼 信号采集，并将此眼部微动传感器用于人机交互，构建了眼动控制家用电器 和眼动虚拟打字界面等人机交互系统。这一研究的开展，给感官控制人机交 互领域注入了新的设计理念，使得通过眨眼来控制外部设备有希望从实验室走 向我们的日常生活。 关键技术： (1)  基于摩擦纳米发电技术的眼部微动传感器设计(包括工作模式的选择, 摩擦材料、电极材料的选择及加工等)以及器件制作工艺水平，都将直接影响 传感器的灵敏度、稳定性、美观舒适性，这在整个系统中是最为关键的技术。 (2)  眼部微动传感器在眼部周围附着方式的设计，需要保证器件的灵敏度、 信号的稳定性和操作的方便性，并考虑使用上的舒适美观。这是这项技术能否进 入人们实际生产生活的重要因素之一。 (3)  基于眼部微动传感器的人机交互界面的开发，要求功能适用、界面友 好、操作简易、性能稳定，便于正常人群和闭锁综合征LLock-in，)患者等特 殊人群的使用，这是这项技术具有重要应用前景的关键技术之一。创新点： (1)     首次将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动高灵敏传感器作为替 代传统生物电传感器应用于感官控制的人机交互系统，为人工智能领域注入了 新的传感器设计理念。 (2)     将基于摩擦电和静电感应耦合的自驱动眼部微动传感器巧妙地固 定在眼镜架上，并做到位置可微调，对比传统的眼电传感器将多电极贴在眼部 附近，不仅美观舒适、成本低廉和操作简单，而且采集的信号灵敏度高，信号 输出稳定可靠。 (3)     摩擦电和静电感应耦合的传感技术，采用的单电极信号采集，直 接采集微运动引起的电信号，从信号采集源头上突破了传统的生物电信号采集 弊端(采集多电极间势差变化信号)，可提高传感器的灵敏度数百倍。因此，避 免了传统眼电系统中精准识别算法的开发和严格操作技术的培训等。市场及经济效益分析： 基于摩擦纳米发电技术的微动传感器制作成本低廉，因其高灵敏度和 可靠性带来的后端设备简化，以及其操作的简易性和侃戴的美观舒适性，都 将促成该项研究成果走出实验室服务于广大群众，特别是渴望与外界因此具有非常大的市场价值。恢复交流的特殊疾病患者们，而这一群体在中国高达20 万人并有逐年上升的趋势。

随着高炉冶炼强度的提高和优质炼焦煤资源的紧缺加剧，以热性质为重点的焦炭质量优化制备技术得到冶金界越来越重视。从炼焦煤性质、配煤原理、配煤技术、焦炭分子和微晶结构、焦炭热性质控制因素、焦炭炉外处理技术及降低焦炭制备成本等方面持续研究焦炭优化生产理论和技术，提出了焦炭微结构与热性质的定向控制的集成技术。 利用现代分析仪器XRD/XPS/SEM/TEM/ROMAN/AFM等全面系统的研究焦炭的碳微晶结构、气孔结构，以及矿物质的化学组成等，提出了表征焦炭碳微晶的微晶化度、表征气孔性质的气孔粗糙度、表征矿物质对焦炭化学反应催化作用的催化指数等参数，揭示了控制焦炭热性质的本征因素是焦炭微晶化度－气孔结构参数－催化指数。 将冶金焦炭作为多孔脆性材料，运用材料力学及其破碎断裂有关理论，研究了焦炭在加热过程中的形貌变化、高温热膨胀性能、高温弹性模量、高温抗拉抗折强度等，提出了焦炭热性质的新概念。 在全面系统的研究了炼焦煤性质和配伍性、配煤炼焦过程机理及其与焦炭热性质关系的基础上，提出了“碳合金”配煤新概念和初步实现焦炭微晶结构定向控制，建立了基于碳合金配煤理论的焦炭冷热强度预测模型，扩大了炼焦煤源，使大型高炉用焦炭配煤中不粘煤配比最高可达到20％，可产生巨大的经济和社会效益。 针对优质炼焦煤源日益紧缺的状况，提出了进一步提高焦炭热性质的炉外处理技术设想，并在实验室内详细研究了基于化学催化理论的负催化技术、化学气相热解沉积理论的表面处理技术等对提高焦炭热性质的作用，表明合适的炉外处理技术可以大幅度提高焦炭热性质。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。 高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性； 智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平； 结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。 技术优势 巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。