中科院宁波材料所——先进制造所

绿色制造 技术
复合材料制造 及装备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数字化制造 技术
数字视觉及应用 计算机辅助制造
智能制造 技术
磁敏智能设计与应用 自适应技术与康复器械
装备制造 技术
柔性制造技术与装备 磁激驱动与装备
范欣愉 研究员
比利时鲁汶大学博 士,美国佛罗里达 州立大学博士后
肖江剑 研究员 陈希良 研究员 团队行动 百人计划
美国中佛罗里达大 新加坡国立大学博 学博士。曾就职美 士，在新、美等大 国Sarnoff公司5年 学及公司20余年.
视频定位及增强现实系统
增强现实在城市社区的应用
宁波市信息产业局合作处处长白位杰、宁波市 广电集团科技部部长王伟等来所考察交流
装备、电子等
装备、电子等
1、应用磁性材料的装备制造
直驱电机在电梯门机上的应用
PC+ 运 动 控制软件
直线电机
直线电机在机床上的应用演示
接口卡
驱动器
主要应用于加工中心、磨床、 线切割机床、高速机床、EDM 放电加工机床等数控机床
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深水复合材料 TTR套管
安防、交管、娱乐
安防、交管、娱乐
1、特定人员的异常行为分析与跟踪系统
与市公安部门座谈
与110指挥中心负责人交流
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安防、交管、娱乐
1、特定人员的异常行为分析与跟踪系统 应用出口
对特定人员的异常行为的锁定与跟踪系统
对特定人员的行为视频档案系统
对异常人员的流窜预警系统
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安防、交管、娱乐
2010年11月9-13日， 在2010 中国国际工业博览会上参展， 引起高度关注
交通运输装备等
2、车辆环视系统及辅助驾驶
嵌入式系统
原始相机拼接
校正后相机拼接
装车效果
交通运输装备等
3、正在实施的碳纤维复合材料其他应用
RAT 舱门
船用声纳及水声 仪器耐压透声罩
IC工件台横梁和台面 柔性载重带
高速列车裙板
6、虚拟现实体验景区
利用动态三维建模和视觉定位导航技术，将城市发展蓝图融入到真实采集的视频当中，身临其境般 地虚拟观测、设计和评估城市未来发展。 打造虚实结合的文化旅游示范景点，将“实”的自然景观、建筑特色与“虚”的古典人物、艺术造 型等结合起来，变被动的参观游览，为主动的参与实景之中，增加旅游乐趣。
7、360度全向成像系统
俯视图
目前已有的多相机360度全景融合系统，等分辨率，由 于不同相机的成像平面不共轴，存在接缝问题。
360度成像镜头，与已有的鱼眼镜头相似，可获取非 等分辨率的无缝全景，图像有非常大的畸变。
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装备、电子等
8、一模多用的可重构模具制造
面向复合材料成形的可重构装备应用，减少大量模具材料及相应能源消耗 为新产品更快推向市场提供可能，满足人们个性化需要提供经济型解决方案
2、多相机协同车辆跟踪与交通控制系统
安防、交管、娱乐
2、多相机协同交通跟踪与控制系统应用
多道口车辆自动快速通过系统
违章（肇事）车辆跟踪处罚系统
三维实景指挥调度系统
公共交通服务系统
安防、交管、娱乐 14
3、广域持久多目标实时跟踪
• 使用飞行平台监视数十到数百 平方公里城市区域。
– 可以实现对整个战区的运动目标 进行全面实时跟踪并全程记录。 – 全面分析目标的运动状态，理解 目标的行为特征，为情报分析、 可疑目标分析、交通流量管理等 多种应用提供有力技术支撑。 空地一体多维观测
技术参数
X*Y行程 台面大小 台面荷重 重现性 光栅尺解析度 测量精度 最大扫描速度 驱动电机 驱动方式
400*400mm 400*400mm 20KG ≤2μm 0.5μm ±2μm >200mm/s 直线电机 CNC（全自动）
全自动影像测量与图像拼接系统的优秀性能使其在各种精密电子、晶圆科技、 刀具、塑胶、精密零件、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图 、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机 、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有 广泛运用空间。
安防、交管、娱乐
4、高精度地磁传感器
• 主要用于车辆探测与跟踪 • 优点
– 低功耗（<mW）
• 两节小纽扣电池(800mAh)持 续工作2年时间 (<500uW消耗) 实物
低噪音放大
– 几乎不受气候影响
• 雨雪雾天、沙尘等极端天气 正常工作
– 髙灵敏（~nT） – 饱和磁场髙（>100 Oe）
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安防、交管、娱乐
英国Bristol大 曾在科工九院江 学博士 北厂工作10余年 产品自动控制系 统设计开发经验 曾在科工九院江 北厂工作10年
李红周 副研 春蕾行动引进
中科院长春应化所 博士，曾在英国、 美国等大学研工作
浙江大学博士，美 清华大学本科硕， 国中佛罗里达、MIT Virginia Tech.机 械电子专业博士 等博士后
– 图像采集单元是由CCD光学传感器完成，能够感知二维图像并生成视频流。 – 相机上的DSP等处理器完成图像的钱处理，而后计算结果通过网络发送给主机。
• 优点：
– 智能相机不需要使用其它计算机作为视觉图像处理后台 – 具有一体化和小型化的优势，符合未来物联网的发展趋势。
智能相机成像处理流程
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装备、电子等
数字化设计平台
精密器件制造平台
技术集成培育 竞争前单元技术的 研发与需求的交融 形成技术链
自动化控制平台
邢增平 副研
廖有用 正研 王志坚 副研
可持续技术前瞻 满足科技趋势和 经济发展大方向 下的自由探索
支撑科研活动 的技术模块
科研活动模块
科研活动 引导和产出机制
先进制造技术所现有的科研团队
何天白 研究员 现任宁波工研院先进制造所所长 曾获中科院青年科学家一等奖、国家 杰青基金、国家科技进步二等奖等 从事科学研究工作30年
单驱动信号 u x, t A sin t
→结构设计→耦合出复相运动
u x, t B sin t kx
在定转子之间形成椭圆摩擦驱动
4mm直径 低压超声波马达
2mm直径 低压超声波马达
1mm直径 低压超声波马达
装备、电子等
6、智能相机
•
智能相机采用嵌入式计算技术使之同时拥有感知、计算和通信能力。
王欣刚 研究员
中科院长春光机所 博士，曾在国内公 司研究所等工作8年 。
左国坤 研究员 百人计划
日本京都大学博士 曾就职日本船井电 机开发本部5年，
廖有用 研究员
航天一院和新加坡 国立大学硕士， 电机制造业20余年
祝颖丹 副研 陈刚 高工 张希平 高工 杨恒 高工 春蕾行动 关键人才引进 具有近20年机电 关键人才引进
安防、交管、娱乐等
1.公共安全事件及特定人 员行为分析与监控 2.车辆跟踪与智能控制系 统 3.广域多目标跟踪及监控 4.高精度地磁传感器 5.用于安防的高敏铁磁异 物检测装备 6.虚拟现实体验景区
装备、电子等
1.精密数控机床、电梯门机用直驱电 机、微电子工件台精密控制 2.自动化生产线用自动识别系统 3.机械加工设备自动化 4.手机相机等自聚微型驱动器 5.智能相机及360度无缝成像设备 6.一模多用模具制造 7.机电设备设计制造
精密运动定位工件台
装备、电子等
2、自动化生产线自动识别系统
机器视觉系统：替代人工、优与人力、易于掌握
生产线上4 个小时稳定运行， 现场检测速度每分钟205个，总识别率99.5%
装备、电子等
3、全自动影像测量与图像拼接系统
融合先进机器视觉与直线电机技术 实现“点哪走哪”的全局快速定位功能、边缘跟踪、极值点跟踪、辅助进行曲线等 复杂的测量、路径与特征点记忆自动批量测量等功能 满足工业界对更便捷、更精密、更高速测量的需求
肖江剑 陈希良 王欣刚 朱杰杰 李红周 正研 正研 正研 副研 副研
智能制造 技术
磁敏智能设计与应用 自适应技术与康复器械
装备制造 技术
柔性制造技术与装备 磁激驱动与装备
已开展方向
左国坤 正研 邢增平 副研
廖有用 正研 王志坚 副研
领衔人才
交通运输装备等 技术进展与 行业需求出口
1.城市内交通应用的微 型电动车车身 2.车辆环视系统及辅助 驾驶 3.深海输油管道轻量化 4.高速列车车厢部件 5.柔性载重带
使用可重构模具可以极 大地减少劳动力、材料 和储存成本，为企业带 来巨额经济效益 据估计，与专用模相比 ，可节省至少高达50% 生产时间，50%以上的 劳动力成本，80%材料 和存储空间
253x125x70mm
装备、电子等
9、机电设备设计制造
碰撞、冲击、跌落保护 降噪设计 电子产品散热调控 通用流体监控
交通运输装备等
交通运输装备等
1、车用碳纤维复合材料的研发
现有基础 十二五目标
量产电动车主结构件 自动化程度高 产业化为目标
制造的复合材料部件
联合院其他单位试制的 碳纤维复材样车
使用碳纤维复材替代钢材部件后减重百分比达65.8% 减重后可有效提高电动车行驶里程约50km
2010年10月8日，路甬祥院长、江绵 恒副院长、施尔畏副院长、李静海副 院长、阴和俊副院长等在中科院院部 视察中科院碳纤维复合材料电动车
朱杰杰 副研 春蕾行动引进
邢增平 副研 春蕾行动
王志坚 副研 春蕾行动
英国诺丁汉大学博 士，曾在康佳等企 业工作多年
先进制造技术研究所
支撑 技术平台 科研领域
机电系统及控制平台
绿色制造 技术
复合材料制造及 装备
范欣愉 祝颖丹 陈 刚 张希平 杨 恒 正研 副研 高工 高工 高工
数字化制造 技术
数字视觉及应用 计算机辅助制造
企业应用案例： 慈溪汇丽机电：覆膜砂芯结构优化
原结构存在问题：1.砂芯小直径段直径太大，为 保证机加工精度，铸件需要更多的加工余量；2. 当前结构尺寸的砂芯在搬运过程中容易断裂。
原结构
优化结构
通用风机 流场监控
LED
城区大气 环境污染监控
回流炉
磁控管阳极 家用电器降噪
中国科学院宁波工业技术研究院（筹）
先进制造技术研究所
相关技术进展简介
2010年11月22日
中国科学院宁波工业技术研究院 先进制造技术研究所
管理服务模块 依托工研院的管理服务机构 设立 综合办公室 与之对接
系统制造平台
绿色制造 技术
复 合 材 料 制 造 及 装 备 范欣愉 正研 祝颖丹 副研 陈 刚 高工 张希平 高工 杨 恒 高工
装备、电子等
4、材料制备加工过程的自动化精密控制
实现了生产过程的 自动化与数字化
实现了生产过程的实施 动态监控与故障检测
装备、电子等
5、手机相机等自动聚焦的微型驱动器
低启动电压 （3V）、 适用于手机电池驱动、结 构简单、单片压电片驱动、可正转反转、4mm直 径的成本10元、2mm直径的成本不超过30元
数字化制造 技术
数字 视觉 及应 用 计算 机辅 助制 造 肖江剑 正研 陈希良 正研 王欣刚 正研 朱杰杰 副研 李红周 副研
智能制造 技术
磁敏 智能 设计 与应 用 自适 应技 术与 康复 器械 左国坤 正研
装备制造 技术
磁激驱动 与装备 材料制备 控制系统 柔性制造 系统
技术推广应用 已形成的技术链 与应用结合 融入创新链