提升香椿产业 研发割草机器人 兰州工业研究院破解技术难题 走稳市场化之路

提升香椿产业 研发割草机器人

兰州工业研究院破解技术难题 走稳市场化之路

　　近年来，兰州工业研究院通过金点子征集活动，发挥科研人才和仪器设备优势，科研项目硕果累累和新成果新技术不断突破，为兰州市的科技创新发展工作做到了添砖加瓦，同时这些成果也为我市的不少企业解决了棘手的难题。

　　发挥优势求创新——

　　科技成果硕果累累

　　该院新技术研究室科研团队攻关的兰州市科技计划项目《大口径水表无线远传发射终端供电装置的研发及推广应用》，本项目研发出了一种实用性和针对性较强的，在特殊环境下发电充电装置，其利用自来水管道水流的能量驱动叶轮进行发电，经整流对水表井内远传设备进行充电。研究工作旨在解决水表井中有水无电的环境下取得电源的一种方式。目前自动抄表系统在供电，天然气等领域已经广泛应用，自来水自动抄表的应用也在普及，影响其推广的主要原因就是设备供电问题。大口径水表安装在水表井中，环境潮湿，交流电源无法引入。在水表井中用电设备有数据采集模块和远传发射终端两部分，由于安装环境的制约，数据采集模块和远传终端供电只能采用内置电池供电。

　　该项目是为了解决水表井中远传终端的供电问题，在潮湿环境下，发电装置应具有良好的密封性能，远传终端使用的是7.2V锂电池，因此在设计时根据电池的充放电性能，充分考虑到装置的体积结构和发电量以及转速和输出电压的匹配，使其在有效的时间里产生的电能能够满足设备的要求。项目已完成并取得的成果是：依据实验数据和原理研制出符合远传设备供电的电源样机；依据分步实验结果在相应的期刊上发表两篇论文并在产品研发过程中申请了名称为《一种基于永磁转子水力发电装置》的实用新型专利一项。

　　香椿是我国的特产，含有蛋白质、氨基酸、丰富的维生素和钙、铁、锌、锰等矿物质，以及黄酮、生物碱等活性成分，是一种无污染、纯天然的食用植物，药用和食用价值都较高，是蔬菜中不可多得的珍品，国外誉有“中国菜”之称。甘肃省香椿主要分布在陇南、天水这一带，典型的季节性蔬菜，市场上比较稀缺，保存好品质难度大。近年来，人们对香椿芽的食疗保健作用有了越来越深刻的认识，食用的方法也与日俱增，有鲜食、炒食、凉拌、油炸腌制等多种食用方式，有的还将其加工成香椿泥、香椿酱、香椿罐头等，但香椿在贮藏中和不适当的加工中会产生大量有害物质，比如亚硝酸盐，会严重影其食用价值。因此，如何科学合理的加工香椿，进行深层次开发，研发出有益于人类健康的食品提供市场显得尤为重要。针对这种情况，工业院食品室科研团队申报兰州市科技计划项目《香椿精深加工关键技术研究与产品开发》，利用现代食品加工技术开发出香椿系列新产品，丰富了香椿制品的花色品种，营养、方便食用，满足消费者需求，不但增加了其经济价值，而且从根本上解决了香椿不易贮藏，腐烂变质而造成的经济损失，解决兰州市香椿常年供应的问题，为农民增收及创新致富发展带来新途径。

　　该项目通过现代食品加工技术主要研究香椿即食营养片的加工工艺，开发出2种新产品，香椿即食营养片可以根据口感和营养成分制成五颜六色的小片，装在小纸盒或塑料袋内，方便食用。同时，研究香椿营养粉的最佳工艺，开发出的新产品可以直接作为汁饮用，也可作为食品添加物制成香椿面包、香椿挂面及香椿糕点、以及香椿营养早餐饼。制成“有菜不见菜”的一种独特、新颖的食品。该项目现已结题验收，该项目研究成果将对甘肃省及兰州市香椿产业的发展具有很好的经济和社会意义。

　　锐意进取求突破——

　　在研项目取得技术突破

　　机器人是先进制造业的关键支撑装备，是制造业转型升级的关键影响因素，也是决定经济发展方式转变的重要因素。随着城市的绿化程度的提高和人们对城市生态环境保护意识的加强，每年对城市的公园草坪、公共绿地、足球场、高尔夫球场和私人绿地等进行修剪和维护作业需要消耗掉大量的时间、资本和人力。据此，工业院理化研究室开展了兰州市人才创新创业项目《基于UWB定位系统的草坪智能割草机器人》的研究工作。目前，国内外商业化最好的割草机器人，主要利用虚拟电子篱笆技术，需要在草坪边缘预先布置感应线，在使用中不能灵活调整割草区域，智能化程度较低。

　　智能割草机器人是集环境感知、路径动态规划和行为控制等多种功能于一体的综合机器人系统，与传统的草坪修剪机械相比。传统的割草机自动化程度比较低，需要人工操作，而智能割草机器人能结合传感器信息自行识别外部的工作环境并进行作业，不需要或者仅需要少量的人工干预。能够在室外地面环境复杂的草坪自主工作。该项目利用UWB（UltraWideband）定位技术来解决智能割草机不能精确的导航定位问题。项目研制过程中需要解决的多传感器融合技术、导航定位技术、边界识别以及路径规划等关键技术。本项目结合地图构建、路径规划算法、地图寻路算法等，使得割草机器人能够以高覆盖度、高效率的完成割草作业。由于割草作业的环境复杂，本项目利用多通道红外光谱等传感器融合技术将草坪与其它环境物体区分开，提高了对草地与环境物体的分辨和识别能力。结合以上技术研制的草坪割草机器人，具有更强的自主工作能力，能弥补现有技术的缺点，满足多种需求，具有广阔的市场前景。

　　工业院化工质检室科研团队与西北师范大学化工学院共同研究的“分子印迹复合材料的环境样品萃取新方法研究”课题，本项目针对目前关注度高的持久性污染物中的溴代阻燃剂，利用分子印迹材料力学强度高、稳定性好、吸附容量大、对目标分析物选择识别性能好的特性，结合各种材料制备方法，靶向设计合成了一系列用作具备特异性分离富集能力的功能性印迹复合材料，并用各种方法进行结构表征和性能测试，将其制作成磁性固相微萃取，用于复杂环境介质样品（大气、水体、土壤、沉积物）中溴代阻燃剂的富集萃取。并研究其最佳萃取条件，探讨其对目标分子的识别机理。与高效液相色谱联用，建立一种快速、经济、高灵敏和高选择性的检测分析方法。有望应用于实际样品的现场检测和原位活体采样，同时扩大分子印迹材料的应用领域。

　　经该项目研制的功能化纳米磁性表面印迹复合材料不但保留分子印迹聚合物对特定分子的高识别能力，而且具有比表面积大、识别位点多、且不易发生包埋，吸附容量高等优异特性，且容易洗脱。利用其对外加磁场的响应能力制成的磁性固相分散萃取可快速方便地收集目标分析物，省去了传统的离心、过滤等繁杂的分离操作。材料可重复利用，更符合环保要求。相对于大量使用有机溶剂的传统萃取方法，具有萃取过程无（少）有机溶剂、二次污染小、环境友好的特点。

　　优化环境求发展——

　　兰州市科技创新成果转化中心成立在即

　　为进一步改善兰州市科技创新成果转化基础条件，优化科技创新环境，促进科技成果转移转化，提升区域科技创新能力，该院将创建兰州市科技创新成果转化中心。

　　近年来我市科技创新能力逐步提升。但是也出现了科技创新成果多，但是转化率却比较低的情况。2019年兰州市发明专利授权840件，实用新型授权5895件，但是真正能够转化之后进行产业化的却不多，对兰州市经济贡献率不高，社会效益不明显。并且相对于全国发达城市，兰州市科技创新研发平台数量少，科技创新平台服务能力还不足，产学研合作机制还不够完善。

　　为及时实现科技创新成果信息共享，提升对各类科技创新平台服务能力，提高兰州市科技创新成果转化率，及时共享兰州市科技创新和成果转化信息，为此兰州市科技局支持兰州工业研究院创建兰州市科技创新成果转化中心。

　　据了解，中心建成后将为第三方挖掘、转化科技创新成果提供良好对接渠道，助推科技创新成果对兰州市经济贡献率。同时，该中心建成后将有力地提升我市科技创新成果的成功转化率，并负责组织开展相关的技术咨询、技术服务、技术交流、项目验收和成果转化，提升各类科技创新平台的科技服务能力。中心还将组织并带动科研院所的开发科研仪器设备对外服务率，不断完善兰州市各类科技创新平台功能，提升兰州市科技成果转移转化的科技服务水平。

　　兰州日报社全媒体记者 孙理 文/图