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1、四、光、机电一体化1大射电天文望远镜机电光一体化创新设计与实现2高性能图像扫描输入技术设备3加固型高性能绘图机4工业设计5激光二级管泵浦固体激光器6海光印前设备7光电/红外目标图像跟踪与处理器8.海光HG2000专业平台式航片扫描仪9宽幅彩色喷墨写真大射电天文望远镜机电光一体化创新设计与实现大射电望远镜（LT）是一项国际合作项目一（中、澳、英等十国拟投资数十亿 美元在贵州建设30面口径为300-500m的射电望远镜阵）我国拟先建一面口径为500m 的球面射电望远镜，是中科院作为创新工程的重点支持项目。馈源支撑技术对射电 望远镜的指向精度及响应时间起着关键作用。目前国际上最大的射电望远镜是美国A
2、recibo的305m望远镜，其馈源支撑系统 总重量达 1000 余吨。为了从根本上克服 Arcibo 的缺点，项目组提出了被国外专家 称为“变革式创新设计”的机械电子控制及激光检测的机电光一体化设计方案，将 馈源支撑系统的总重量减到20吨，并展开了悬索与馈源结构系统的动态特性分析， 伺服系统闭环主动数字控制，激光检测等关键技术的研究，建造了5 米、 50米的缩 比实验模型，实验技术指标达到预期要求。该项目在机电光一体化设计理论、结构非线性响应分析、非线性系统控制等方面 取得了丰硕成果，在国内外重要刊物及学术会议上发表80余篇学术论文，其中被SCI、 EI，ISTP检索32篇，2000年获得了
3、陕西省科技进步一等奖。高性能图像扫描输入技术设备一、项目简介该项目的研究方向是： 研究高性能大幅面高精度彩色图像扫描输入中的关键技 术，并将研究成果用在实用的高分辨率 、大幅面、真彩色军 用图像扫描输入技术 的装备，与军用图形图像计算机系统配套做准备。大幅面高分辨率彩色图像输入扫描仪是目前我军和我国地理信息系统、测绘、 勘探、机械、建筑、电子、水利、石油、化工、市政、 邮电、出版、印刷、电力、 航天、 航空、 档案、纺织、管道线路布置等企事业单位迫切需要的设备， 有很强 的需求背景。二、主要性能指标1该设备提出了在大幅面平台扫描输入技术中采用多片 CCD 拼接扫描头的光 学设计和加工工艺；实现
4、了大幅面（AO）平板扫描仪的机电一体化、精密定位控制 等的设计、加工和调试等。2. 性能的光学分辨率（1200 DPI）研究并实现了多片CCD数据采集和图像数 据重构以及CCD采集成电路数据校正等技术。实现了不经过软件处理达到光学和机 械分辨率 1200DPI。3. 高色彩深度图像输入系统工程研究和设计进行了 RGB三色各10位的高速数 据变换和采集的研究和设计。实现了大幅面条件下的像素级的图像校正，并达到 RGB 三色的色彩深度每色10位，共计RGB30位的彩色图像数据。4. 快速图像数据输入和处理研究并实现了 SCSI 接口数据输入技术，解决了图 形图像的输入和处理速度的瓶径。在使用同样的
5、计算机平台条件下，图像输入的速 度与世界水平相当。5. 驱动软件和接口软件的研制完成了符合国际图像设备的 TWAIN 标准接口程 序逻辑设计、在WINDOWS环境下的设备驱动程序设计和大幅面高分辨率彩色扫描 仪的人机界面软件等，使扫描仪驱动和接口软件智能化，并能充分利用现有的图像 处理软件资源。彩色：R.G.B.30bits光学分辨率：1200DPI幅面：A4-A0机械定位精度： W 0.06m m信息与传输速率：三18.4Mbits计算机联机硬件接口： 标准计算机系统接口 SCSI 通用图像软件接口：国际 标准图像接口 TWAIN国内外同类技术对比 国外同类技术的产品价格很高，但主要是技术指
6、标低，不能满足地理信息和测 绘勘测探等高精度图像扫描的需求，因此本研究项目的技术成果对促进我军、我国 测绘技术的现代化、增强我国的技术实力和我军的战斗力具有重大的意义，有明显 的社会意义和经济效益。三、市场应用前景：目前生产的多台样机在军队和地方的测绘部门使用了两年以上，扫描输入各种 高密度地图 5000多张；为西安市土地局、长庆石油管理局、西北大学地理系等单位 扫描超A0幅面地图40多张。为国防和国民经济建设提供了有效的装备。随着我国 计算机应用的广泛和深入， 市场对图形图像数字化输入输出设备和软件的需求量会 越来越大。如果每年产销 25 台，可以为国家节约外汇 100 万美元。小批量试生产
7、 5台，将逐步打开市场。我们希望经过3 年时间的努力，3年以后 每年能够占有国内市场 10%， 约为 80-100 台。若按出厂均价 20 万元计， 则仅此 一项收入即可以达到 1600-2000 万元/年，毛利润达到 800 万元。我们就可以在国内 成为该产品的最大制造商。四、投资概算：先投 80 万元五、合作方式：我们正积极与有关的企业通力合作，共同使该项技术实现产业 化。加固型高性能绘图机一、项目简介该项目利用台面绝对坐标定位与位置反馈，增强了系统的刚度，有效抑制了惯 性力冲击的影响；落笔的“软着陆”控制技术，降低了落笔噪声，延长了绘图笔的使用寿命； 绘 制曲线的自动“向前看”技术，提高
8、了平均绘图速度和线条的光滑度；“改进的线 刷子算法”提高了图形质量，“梯形部分填充算法”提高了图形处理速度，“筛动 积分算法”有效地降低了纹理效应；利用直线光栅控制喷墨时刻，减少了定位误差 提高了套色精度。“舰载 A1 平板绘图机”和“彩色喷墨绘图机” 的研制成功，填补了国内全加 固型舰载平板绘图机的空白，解决了彩色喷墨绘图机自主研制的多项关键技术，其 中定位精度和重复精度指标处于当前国际先进水平。二、主要性能指标有效绘图幅面：841mm X 594mm机械分辨率： 0. 005mm软件分辨率： 0.025mm绘图速度： 666mm/sec笔 数： 8换笔精度：W 0.08 mm定位精度： 0
9、.0 25%重复精度： X:+0.005mm;Y0.005mm。舰载A1平板绘图机具备的功能：1 具有 LCD 面板显示功能；2绘制曲线时具有“向前看”的功能；3具有“软着陆”功能；4具有的抗外力功能；5对绘图介质的静电吸附功能；6八支笔具有自动换笔功能。三、推广应用前景解决部队配套急需在国家“八五”、“九五” 期间，已投入了一定的人力和物力研制电子海图 系统。力图利用电子海图导航替代传统的纸海图导航，并已开始装备部队。由于电 子海图导航系统能提供全数字化的航向、航速、经纬度数据等，为实现自动化标定 航线提供了技术基础，但是，因国内无加固型标绘仪，致使航海人员仍在利用人工 标图。当遇到恶劣的天
10、气，标图员自己都无法站立，更谈不上如何正确标航线。本 绘图机就能完成自动标图的任务，即使在恶劣的天气，绘图机仍能正常工作。同时 也为导航部门减少一个人员。2本绘图机还可用于军事气象部门自动标图，不仅可提高标图质量，而且还可 以减少一个人员。3本绘图机可以军转民，只要将军品芯片由民品芯片替代，省去不必要的加固 设备，是一台性能良好的民用绘图机，它是办公自动化、CAD、EAD系统中不可 缺少的硬拷贝设备。随着数字图象技术的发展，数字摄象机和数字照相机的问世，利用机器制造大 幅面高质量展板、广告牌和室内装璜已成为可能，随着经济的不断发展和科技成果 的交流， 对展板的需求量巨增，广告业已形成了一定的规
11、模。那么，利用大幅面的 彩色绘图机构成高分辨率的自动电子制作系统是提高生产率和满足社会需求的唯一 途径。根据广州施龙广告公司对市场的预测，如果一台绘图机的销售价为20万元 ， 在国内的市场的年需求量不低于 500 台。近几年来，已有多家厂商表示有与我校联 合开发意向，双方共同投资共同得利。最近，中国电子工业总公司董事长兼总经理 王金成也表示愿意投资开发该产品。工业设计对于一个好的产品除了它的技术性能要好，指标要高外，对于产品的外包装及 内部机械结构设计也要达到尽量完善，使之更体现人性化，既美观又实用，给人一 种全新的感觉。使得选购者在看到产品外观就联想到产品的性能可靠，技术指标先 进，增加了对
12、产品的信任感，增加购买欲望。我校机电工程学院在工业设计方面具有较强的实力，尤其是在电子机柜造型； 电子机械结构设计；视觉传达设计；平面设计；雕塑设计等方面具有丰富的经验。 所设计的产品有些已投放市场，得到好评。例如：摄像机造型设计；超大幅面绘图 机与高精度平板式扫描仪的机械结构和外观设计；舰用多路耦合器机柜设计，通信 车电磁兼容设计；手机的电磁兼容设计等，现已都形成产品化投放市场。我们还为 杰纳斯公司做了部分CI设计。在雕塑设计方面有些作品还获过奖。例如为山西省运 城市的“关公故里”设计的关云长塑像以其独特的设计造型，充分展现了英雄形象， 该作品曾获得国家“十大优秀城市雕塑奖”。我们真诚希望与
13、相关企业合作，充分发挥学校长处，为企业的产品从内部结构 到外观做出完善的设计。激光二极管泵浦固体激光器一、项目简介激光二极管泵浦固体激光器（DPL）是一种小型、可靠、高效率、高光束质量 的激光器，DPL被认为是固体激光器技术发展的重要方向，调Q技术被认为是高重 复频率（PRF）、窄脉宽、高峰值功率脉冲激光的关键技术。因此，将这两种技术结 合起来，形成小型、高效、高可靠、高重复频率（PRF），窄脉宽、高峰值功率的激 光器，是一个值得研究的课题。课题研究的目的，是研制高重复频率、窄脉冲宽度、高峰值功率、小型激光器， 为激光雷达系统提供光源，为此需要对相应的关键技术和实施途径进行研究。在分析和综合国
14、内外激光二极管泵浦固体激光器和调 Q 技术的研究状况、发展 趋势和研究成果的基础上，提出并完成了调 Q 连续激光二级管泵浦固体激光器的实 现方案，并着重对某些关键技术如泵浦光束和振荡光束的空间耦合技术；泵浦光和 Nd:YAG晶体吸收光谱的谱线耦合技术，Nd:YAG激光器中高重频、窄脉宽声光调Q 技术；激光二极管和 Nd:YAG 晶体的散热技术等，进行了全面深入的系统性研究， 取得了若干重要或有创造性的成果。1. 针对条状阵列激光二极管（bar）输出为间断光源，而Nd:YAG晶体端泵应 用焦斑直径小，焦深长的光束的技术难点，该项目采用光纤耦合及组合透镜聚焦技 术，以非成像光学方法处理耦合过程，对
15、泵浦光束不但进行了通常的准直、聚焦作 用，而且进行了功率合成。此项研究不仅解决了本课题的技术难点，而且为更大功 率的堆积式激光二极管（stack）的光束整形进行了先期研究工作。2. 本课题以光束空间叠加方法，分析了 Nd:YAG晶体中泵浦光束和振荡光束之 间的空间耦合，发现这种耦合影响着激光过程和调 Q 过程。为此发展出了一套泵浦 光三维耦合技术，可以对泵浦光进行精细调整，在提高泵浦增益的同时，利用热效 应，控制振荡光束形状。使用此技术缩短了激光脉冲宽度。3. 针对热传导连续激光二极管热耗大、散热面积小的特点，本课题采用高密度 半导体致冷技术，对激光二极管进行即时散热，使其输出光束波长和 Nd
16、:YAG 晶体 吸收波长相匹配，整管实现了全固态化，风冷化。二、主要技术指标工作重复频率10kHz，脉冲宽度小于10ns，峰值功率大于25KW，功率稳定度： 1.5%,输出模式TEM00,重复频率范围：2-20KHZ，激光头体积：700X70X 130mm， 激光头重量：1.4kg ；整管实现了全固态化、风冷化。与国内外同类技术比较1. 国外研制的和本课题相当功率的Nd:YAG激光器，当工作频率1KHZ时，脉 宽分别为12ns （光谱公司R2-E20-1064Q）、30ns （相干公司501Q），均大于10 ns。 而本课题的激光器当工作频率为10KHZ时，脉宽8ns。此指标优于国外激光器。2. 国外研制的和本课题Nd:YAG激光器相当功
