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一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 可穿戴設(shè)備已成為疾病診斷與治療方面的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，在人體生理指標(biāo)與機(jī)能監(jiān)測方面發(fā)揮著極其重要的作用。可穿戴外骨骼機(jī)器人技術(shù)漸漸融入人類日常生活，但面臨著環(huán)境多變、骨骼特征復(fù)雜、傳感電極順應(yīng)性差等挑戰(zhàn)。本技術(shù)針對(duì)人-機(jī)-環(huán)境耦合中的關(guān)鍵難題，開展面向人體運(yùn)動(dòng)感知的柔性可穿戴系統(tǒng)研究，研發(fā)了面向關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角、肌肉形變、足底三維力測量的可穿戴柔性傳感系統(tǒng)，旨在揭示人體自然運(yùn)動(dòng)規(guī)律、促進(jìn)外骨骼機(jī)器人研究，為復(fù)雜環(huán)境中的外骨骼自適應(yīng)控制提供智能感知技術(shù)支撐。

本實(shí)用新型公開一種由帶肋的波形鋼板作拼縫拼接的疊合板，包括預(yù)制板(1)、現(xiàn)澆層(2)、波形鋼板(3)、豎向錨固筋(8)、橫向錨固筋(9)、肋板(10)，所述的預(yù)制板(1)有兩塊，設(shè)置在疊合板的最下面，中間留有拼縫，波形鋼板(3)設(shè)置在拼縫處，連接兩塊預(yù)制板(1)，現(xiàn)澆層(2)整澆在預(yù)制板(1)和波形鋼板(3)的上面，豎向錨固筋(8)預(yù)留在預(yù)制板(1)的上表面，橫向錨固筋(9)預(yù)留在兩塊預(yù)制板(1)的拼縫處的一側(cè)，伸出的橫向錨固筋(9)焊接在肋板(10)的一側(cè)，肋板(10)焊接在底板(6)的上面以及兩

面向大尺寸高精度陶瓷及其復(fù)合材料復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的成形，基于面曝光技術(shù)，開發(fā)了專用大尺寸陶瓷增材制造成形裝備及相關(guān)工藝。 技術(shù)特征 基于面曝光技術(shù)的陶瓷預(yù)制體成形設(shè)備可成形ZrO2、Al2O3陶瓷預(yù)制體，利用微透鏡陣列聚焦及光斑微偏移技術(shù)，分辨率可提升到37.5μm，結(jié)合收縮預(yù)測技術(shù)，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸達(dá)270mm×300mm×450mm，成形相對(duì)精度達(dá)到±1%，同時(shí)配套研發(fā)了無缺陷脫脂與燒結(jié)工藝，燒結(jié)樣件致密度可達(dá)97%。

面向大尺寸高精度陶瓷及其復(fù)合材料復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的成形，基于面曝光技術(shù)，開發(fā)了專用大尺寸陶瓷增材制造成形裝備及相關(guān)工藝。技術(shù)特征基于面曝光技術(shù)的陶瓷預(yù)制體成形設(shè)備可成形ZrO2、Al2O3陶瓷預(yù)制體，利用微透鏡陣列聚焦及光斑微偏移技術(shù)，分辨率可提升到37.5μm，結(jié)合收縮預(yù)測技術(shù)，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸達(dá)270mm×300mm×450mm，成形相對(duì)精度達(dá)到±1%，同時(shí)配套研發(fā)了無缺陷脫脂與燒結(jié)工藝，燒結(jié)樣件致密度可達(dá)97%。應(yīng)用范圍:該項(xiàng)目研發(fā)了高精度結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形的增材制造裝備，并開展了相關(guān)工藝的研究，解決了工程陶瓷材料難以成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)的難題。項(xiàng)目所涉及技術(shù)可成功制備低介陶瓷無源器件、仿生多孔結(jié)構(gòu)與吸波超結(jié)構(gòu)等，可在航空航天、衛(wèi)星、雷達(dá)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

一種環(huán)氧樹脂的增韌改性方法，屬于環(huán)氧樹脂的增韌改性技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的增韌環(huán)氧樹脂包括下述重量份的各成分：100份環(huán)氧樹脂，6～12份端羧基丁腈橡膠，2～6份端氨基聚丁二烯橡膠，30份柔性固化劑聚醚胺D230。

本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，并公開了一種異質(zhì)多材料增材制造 系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括關(guān)節(jié)臂機(jī)器人、打印裝置、減材裝置和監(jiān)測反饋裝 置，通過采用旋轉(zhuǎn)式多噴頭切換打印裝置，以多個(gè)送絲打印機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn) 切換的方式進(jìn)行多材料多工藝實(shí)時(shí)切換打印，實(shí)現(xiàn)了多材料多工藝的 高效 3D 打印成形；雙目立體視覺在線實(shí)時(shí)監(jiān)測反饋裝置及時(shí)反饋加工 零部件的層層溫度信息及三維輪廓信息并與原始模型對(duì)比標(biāo)定，確定 減材加工時(shí)機(jī)及相應(yīng)減材加工參數(shù)。通過本發(fā)明，高精

本發(fā)明公開了一種層狀增韌鎢及其制備方法，屬于結(jié)構(gòu)材料領(lǐng) 域。層狀增韌鎢包括相互交替層疊的鎢層和增韌層，增韌層包括金屬 鉭片。制備該層狀增韌鎢的方法包括：S1 將鎢粉在惰性氣體保護(hù)下進(jìn) 行機(jī)械研磨；S2 將鎢粉末和金屬鉭片交替層疊獲得待燒結(jié)體；S3 在惰 性氣體保護(hù)下對(duì)待燒結(jié)體進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，燒結(jié)過程分為三個(gè)階 段：第一階段在 600℃～800℃、壓力 5KN～10KN 條件下保溫；第二 階段在 1100℃～130

鋁及其合金是工程應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料之一。傳統(tǒng)的鋁合金零件通過鑄造、鍛造和粉末冶金等方法制造，與這些傳統(tǒng)制造過程相關(guān)的工具設(shè)備增加了制造成本和交付周期。3D打印技術(shù)由于為制造設(shè)計(jì)提供了豐富的自由度而廣泛應(yīng)用于工程零件的制造。現(xiàn)有3D打印技術(shù)中，選擇性激光熔化（SLM）是發(fā)展最為廣泛的方法之一。但是SLM工藝中的冶金缺陷如許多裂紋、球化和氣孔導(dǎo)致只有有限數(shù)量的金屬適合該種工藝，且具備滿足要求的密度、微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。 中南大學(xué)粉末冶金研究院李瑞迪研究員和新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作通過對(duì)合金元素進(jìn)行調(diào)控和熱處理工藝的探索，發(fā)展了一種適用于SLM制備工藝，具有良好抗裂性和高強(qiáng)度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。相關(guān)論文以題為“Developing a high-strength Al-Mg-Si-Sc-Zr alloy for selective laser melting: crack-inhibiting and multiple strengthening mechanisms”于4月13日在金屬材料頂級(jí)期刊《Acta Materialia》在線發(fā)表。 在該項(xiàng)工作中，研究人員設(shè)計(jì)了一系列Al-Mg（-Si）-Sc-Zr合金，并用霧化合金粉末進(jìn)行3D打印制備。在沒有Si元素的情況下，Al-xMg-0.2Sc-0.1Zr（x=1.5,3.0,6.0wt.%）合金在制備過程中均易發(fā)生熱裂紋，平均裂紋密度隨Mg含量的增加而增大。發(fā)現(xiàn)在Al-6Mg-0.2Sc-0.1Zr合金中加入1.3wt%的Si能夠有效地抑制SLM過程中的熱裂紋，同時(shí)細(xì)化制備合金的微結(jié)構(gòu)，從而提高打印試樣的力學(xué)性能。 圖1：不同成分的打印樣品晶粒尺寸和形貌EBSD分析結(jié)果：（a）1.5 wt%Mg，合金1；（b）3.0 wt%Mg，合金2；（c）6.0 wt%Mg，合金3；（d）6.0 wt%Mg+1.3 wt%Si，合金4。晶體學(xué)取向用倒極圖（IPF）表示。 圖2：Mg和Si元素對(duì)試樣斷裂行為的影響。（a）不同合金成分（合金1，合金2，合金3，合金4）的拉應(yīng)力應(yīng)變曲線。（b-e）合金1（b）、合金2（c）、合金3（d）、合金4（e）的斷口SEM圖像。 通過對(duì)合金成分的進(jìn)一步微調(diào)，研究人員設(shè)計(jì)了一種新型合金Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr。這種新合金具有明顯的細(xì)化微觀組織，由亞微米胞體和胞體中存在的共晶Al3（Sc，Zr）納米粒子（2-15nm）和粒間Al-Mg2Si共晶（Mg2Si直徑10-100nm）組成。打印試樣中形成了高密度的層錯(cuò)和獨(dú)特的9R相。試樣的拉伸強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到497MPa和11%。經(jīng)過時(shí)效處理后，試樣的拉伸強(qiáng)度達(dá)到550MPa，塑性在8%～17%之間。除了固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化和納米顆粒強(qiáng)化外，高密度層錯(cuò)也有助于強(qiáng)化。 圖3：不同組分（a1-4）合金#4；（b1-4）合金#5的SLM打印樣品的細(xì)晶區(qū)TEM圖像：（a1-2）合金4的胞狀結(jié)構(gòu)；（a3-4）合金的柱狀結(jié)構(gòu)；（b1-5）合金（b2）的胞狀結(jié)構(gòu)是（b1）的暗場圖像；（b3-4）合金的柱狀組織#5；圖（a2），（a4），（b2）和（b4）顯示了晶間共晶組織；（b5）是SLM-printed Alloy#5細(xì)胞的干HAADF圖像和主要元素（Al、Mg、Si、Sc、Mn和Zr）的相應(yīng)EDX圖譜。 圖4：（a）SLM打印合金#5時(shí)效前后的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。曲線“#5”表示打印合金#5；曲線“#5-HT1”表示360℃時(shí)效8h的合金#5；曲線“#5-HT2”表示300℃時(shí)效8h的合金#5。（b）在合金#5-HT2斷裂處拉伸試樣的透射電鏡顯示具有高密度位錯(cuò)和SFs的變形組織。（c）沿[001]方向的變形亞晶中滑移帶和滑移方向的HRTEM圖像。（d）在（-100）面上用（c）圖中標(biāo)記區(qū)域的傅里葉逆變換圖像顯示出高密度位錯(cuò)。 這項(xiàng)研究成果通過在原有3D打印Al-Mg-Sc-Zr合金中添加Si元素，形成了精細(xì)打印微觀組織，獲得了無裂紋的打印合金成分。隨后通過熱處理時(shí)效工藝引入高密度層錯(cuò)并細(xì)化晶粒，開發(fā)出了一種具有低熱裂敏感性和高強(qiáng)度的新型鋁鎂合金。這項(xiàng)工作提供了一種解決和消除SLM工藝中的冶金缺陷的鋁鎂合金成分設(shè)計(jì)方法和熱處理工藝，推動(dòng)了SLM制造技術(shù)的工程應(yīng)用。

國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機(jī)器人產(chǎn)品或樣機(jī)，但針對(duì)下肢功能運(yùn)動(dòng)障礙患者的智能助行機(jī)器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機(jī)器人對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別研究主要依靠力傳感器，在運(yùn)動(dòng)意圖的定義和計(jì)算方面的差異較大； （2）基于助行機(jī)器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評(píng)估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級(jí)以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進(jìn)行評(píng)估，缺乏對(duì)步態(tài)參數(shù)的具體量化評(píng)估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機(jī)器人，通過基于機(jī)載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計(jì)多模態(tài)人機(jī)交互接口，獲取人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時(shí)空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評(píng)定理論進(jìn)行人體行走能力的智能綜合評(píng)估，根據(jù)評(píng)估的行走能力切換對(duì)應(yīng)的機(jī)器人模式。 圖1 智能助行機(jī)器人一代 圖2 智能助行機(jī)器人二代 圖3 智能助行機(jī)器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機(jī)器人樣機(jī)： 人體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對(duì)位置誤差≤15cm，相對(duì)角度誤差≤20°； 左腿擺動(dòng)、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動(dòng)和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個(gè)步態(tài)相位識(shí)別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測及行走能力評(píng)估一體化平臺(tái)： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識(shí)別準(zhǔn)確率≥90%。