北京航空航天大学董蜀湘课题组在压电马达研究方面取得新进展

超低精密取向与微纳操纵、涡轮机技术在国家战略零售业拓展和尖端科学研究里占有有不可忽视的地位，较广用到航天工程、半导体微电子成品、生物科学、光通信，以及国防科技领域。而光纤涡轮因其不具的解析度低、无电磁干扰、停留时间长、平均速度快、噪声低、断电自锁等优势，在数以百计的涡轮机执行电子器件里佼佼者。但是，对于绝大多数光纤涡轮来说，低速运动所能力和低内嵌解析度都是难以兼具的，如非谐振式光纤涡轮适宜用到对内嵌解析度要求低的场景，但运动所平均速度十分缓慢；谐振式光纤涡轮不具更低的运动所平均速度和涡轮机能力，但内嵌解析度较高。随着低精密技术的进一步拓展，为满足工业科技领域和科学研究的多样化需求，实现微型化光纤涡轮在低转换器力、宽运动所平均速度范围内、低内嵌解析度上的兼具是一项重要的单打独斗。

图1 仿踩自行车运动所催化反应的三维示意图

近日，重庆大学低等研究院董蜀湘大学教授课题组均受到踩自行车运动所催化反应的着迷，明确提出了一种管理工作于第二阶侧向（B2）单转动蕴涵、不具碳纳米管解析度和低压差相似性的新型微型圆周光纤涡轮（LPUM）。结合B2蕴涵反对称振型功能性，在振型的频域频域最大的两个部位设计者一对左、右方摩擦耦合涡轮机背脊，分别产生不具180°正弦、但不具同向运动所轨迹的椭圆转动。类似两个踩板，左右方两个涡轮机背脊可在一个转动心率内有规律的地涡轮机一个向后产生圆周运动所；即一个心率内，可以实现两次有规律、同向涡轮机向后运动所，而不是宗教性的光纤圆周涡轮一个心率内只能涡轮机向后运动所一次，因此，显著缓解了光纤涡轮的转换器力和运动所效能。

图2 低压差光纤涡轮的测试结果：内嵌频域、解析度、平均速度、kW、以及效率随负载的叠加情况

均受踩自行车运动所涡轮机催化反应话语，相应设计者的光纤金箔管理工作在d31方式而和d15方式而及它们的协同作用。研制的光纤涡轮发挥出优秀的综合涡轮机功能性：快的涡轮机平均速度（211 mm/s），较大的涡轮机力（5.4 N），以及低的压差（243 mW/cm3），是已有报道的两倍以上。同时，明确提出的新型仿生运动所光纤涡轮可以在很宽的运动所平均速度范围内（3.3 μm/s ~ 211 mm/s）内管理工作，不具超低的内嵌频域解析度（33 nm）。同时，明确提出的光纤涡轮管理工作在单转动蕴涵，也可以有效解决宗教性依靠复合蕴涵管理工作的光纤涡轮存在的在结构上设计者适宜于、功耗大、易均受环境温度叠加影响的弊端。

本发明明确提出的低压差光纤涡轮不具优秀的综合涡轮机效能——在结构上紧密、集成度低、负载大、压差低、内嵌解析度低，在航天工程、半导体电子器件成品、医学操纵、光通信等科技领域都将会有广袤的技术的发展生活空间。同时，本研究也推测了仿生运动所策略对光纤电子器件设计者的着迷含义。

这一研究成果近期发表在国际工业电子科技领域顶级期刊：IEEE Transactions on Industrial Electronics（JCR分区：Q1）上，解答为“A High-Power-Density Piezoelectric Actuator Operating in Bicycling Movement Mechanism”，（DOI：10.1109/TIE.2022.3190900）。短文的第一作者是北京大学材料学院2018级博士生李占淼，重庆大学低等研究院董蜀湘大学教授是本文唯一无线通讯单位和无线通讯作者。该研究成果同时已申报里国实用新型一项。

来源：重庆大学

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