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        超聲電機(jī):小裝備,大作用

        2019-10-18 01:11:44田立豐
        國際人才交流 2019年10期

        文/田立豐

        (作者單位:南京航空航天大學(xué))

        超聲電機(jī)作為一種新型的微電機(jī),在辦公自動化設(shè)備、精密儀器儀表、計算機(jī)、工業(yè)控制系統(tǒng)航空航天、智能制造等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)電機(jī)相比,超聲電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、小型輕量、響應(yīng)快、噪聲低、不受磁場干擾、運(yùn)動精確度高等諸多優(yōu)點,另外還具有耐低溫、耐真空等適應(yīng)太空環(huán)境的特點。自20世紀(jì)90年代初投入商業(yè)應(yīng)用至今,日本、美國、俄羅斯、德國競相研制各種類型和用途的超聲電機(jī)。

        南京航空航天大學(xué)“高性能壓電驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”引智基地就圍繞著超聲電機(jī)技術(shù),開展了諸多研究?;匾M(jìn)了以俄羅斯工程院院士Piotr Vasiljev教授為首的海外團(tuán)隊,匯聚了包括立陶宛維爾紐斯技術(shù)大學(xué)Dalius Mazeika教授、德國漢諾威萊布尼茲大學(xué)Jrg Wallaschek教授、日本京都大學(xué)Kiyotaka Wasa教授、韓國科學(xué)技術(shù)研究院Seok-Jin Yoon教授等海外骨干。

        中外青年科學(xué)家們通過基地匯聚,在壓電精密驅(qū)動及其在高端裝備應(yīng)用領(lǐng)域開創(chuàng)了一片嶄新的天地,充分發(fā)揮了人才創(chuàng)新驅(qū)動力,有效推動了壓電精密驅(qū)動領(lǐng)域的快速發(fā)展,為我國壓電驅(qū)動技術(shù)的研發(fā)推廣提供了有力支撐。

        聚、引、服、管、用

        基地在運(yùn)行中始終堅持“以我為主、精準(zhǔn)引進(jìn)、服務(wù)細(xì)節(jié)、注重實效”理念,廣納海外英才,充分發(fā)揮智力優(yōu)勢,面向國家重大工程、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、高校學(xué)科建設(shè),不斷提升研究水平、促進(jìn)成果轉(zhuǎn)移、擴(kuò)大國際影響,形成人才驅(qū)動科技創(chuàng)新發(fā)展的良性循環(huán)。

        自運(yùn)行以來,基地不斷探索、完善機(jī)制,通過“聚、引、服、管、用”,建立起良好引智環(huán)境和研究氛圍,形成一定效應(yīng)。

        “聚”——借助國內(nèi)團(tuán)隊、海外大師牽引,每年聚集美、俄、德、韓、日、立陶宛、捷克等國業(yè)內(nèi)頂尖專家、青年骨干50余人次,兼容并蓄,廣納英賢。

        “引”——通過頂尖專家客座聘請,骨干專家長期入職、青年專家納入博后等方式,引進(jìn)建立起一支有高度、有層次、有后備的海外智力團(tuán)隊。

        “服”——基地與學(xué)校多部門聯(lián)動,從人才簽證、來華手續(xù)、保險醫(yī)療、科研配套、子女教育等各方面為外國人才提供全面服務(wù),保障其“來得了、待得住、用得好、流得動”。

        “管”——修訂校內(nèi)基地運(yùn)行管理辦法、涉外保密管理規(guī)定,依托“外國專家工作室”制度,設(shè)立專人專崗,對海外團(tuán)隊人員進(jìn)行成建制、精細(xì)化、人性化管理。

        “用”——國內(nèi)團(tuán)隊與海外團(tuán)隊分組對接,結(jié)成對子共同開展研究。海外團(tuán)隊人員在引進(jìn)后能更好、更快地投身融入到現(xiàn)有研究中,發(fā)揮自身作用。

        在良好機(jī)制保障下,基地為高端裝備驅(qū)動控制系統(tǒng)的輕量化、精密化、智能化提供了有力支撐,在面向國家重大工程中對提升技術(shù)競爭力、產(chǎn)業(yè)影響力、國防威懾力作出了貢獻(xiàn),基地外國專家團(tuán)隊也榮獲各類獎勵。Piotr Vasiljev院士榮獲2012年中國政府友誼獎,2016年江蘇省國際合作貢獻(xiàn)獎、2017年江蘇省五一勞動獎?wù)?。Dalius Mazeika教授入選江蘇省外?!鞍偃擞媱潯?,2015年榮獲南京市金陵友誼獎。

        增添“縫隙之眼”

        由于超聲電機(jī)的工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)和超聲振動來進(jìn)行驅(qū)動,因此也是“高性能壓電驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”引智基地的主攻方向。在良好的平臺運(yùn)行機(jī)制下,海內(nèi)外專家聯(lián)合,對現(xiàn)有超聲電機(jī)大量計算、實驗、研究,設(shè)計出新款型號超聲電機(jī),大幅提高了其工作溫度和服役時間,該成果在嫦娥三號、嫦娥四號探測器上均有運(yùn)用。

        基地設(shè)計的另一款薄型超聲電機(jī),采用低電壓驅(qū)動,可大幅減小驅(qū)動電源的體積和重量,在此基礎(chǔ)上制作的納米級飛行器,原理樣機(jī)最小重量僅2克,載重達(dá)8克,其重量和載重都達(dá)到國際領(lǐng)先水平,對人類無法觸及空間的偵察和探測,為監(jiān)控、搜尋、救援、作戰(zhàn)增添“縫隙之眼”,也可以集群化使用,具有重要的國防價值。

        2013年,基地研究的“大行程、高精度、快響應(yīng)直線壓電電機(jī)”項目還獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

        引智基地主要成員合影

        “雙創(chuàng)”團(tuán)隊,促成果轉(zhuǎn)化

        除面向重大工程外,基地還對焦產(chǎn)業(yè)升級,關(guān)注經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

        海內(nèi)外團(tuán)隊成員共同設(shè)計研發(fā)50多種超聲電機(jī),聯(lián)合完成20多項發(fā)明專利申報,其中一系列產(chǎn)品在第十六屆中國國際工業(yè)博覽會上進(jìn)行成果推廣?;刎?fù)責(zé)人趙淳生院士獲得“何梁何利基金獎”,以表彰其在自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)中的貢獻(xiàn)。

        基地還整合海內(nèi)外智力資源、行業(yè)企業(yè)資源,申報獲批省“雙創(chuàng)”團(tuán)隊,將技術(shù)引入企業(yè),引入產(chǎn)品,更大規(guī)模、更廣范圍、更好效益地發(fā)揮基地研究成果。隨著成果的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,必將為高端裝備產(chǎn)業(yè)作出貢獻(xiàn),帶動經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型、快速發(fā)展。

        道阻且長,行則將至

        在海外智力團(tuán)隊的推薦、支持下,基地的國際知名度和影響力顯著提升。

        2014年,在專家的推薦和支持下,基地成功承辦了第十一屆壓電材料及其在作動器上的應(yīng)用國際研討會、第九屆能量收集國際研討會。

        趙淳生院士和楊穎教授還擔(dān)任了壓電材料及其在作動器上的應(yīng)用國際研討會常設(shè)委員會委員?;匦聞?chuàng)立了國際期刊Energy Harvesting and Systems,楊穎教授當(dāng)選國際咨詢委員會委員和2014年副主編?;刎?fù)責(zé)人趙淳生院士還榮獲“超聲電機(jī)技術(shù)突出貢獻(xiàn)獎”“超聲電機(jī)終身成就獎”2項國際獎,均為國內(nèi)首人。出版的中文專著《超聲電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》和英文專著Ultrasonic Motors:Technologies and Applications被國際同行評價是領(lǐng)域內(nèi)里程碑式著作,對超聲電機(jī)及其學(xué)科的發(fā)展建設(shè)作出重大貢獻(xiàn)。

        壓電驅(qū)動技術(shù)以納米級運(yùn)動控制精度、微秒級響應(yīng)速度,給傳統(tǒng)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)注入了新的活力,對提升國家的科技影響力、產(chǎn)業(yè)競爭力和國防威懾力產(chǎn)生了重要影響。

        “高性能壓電驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新引智基地”通過平臺化人才集聚效應(yīng)吸引了大量的外國專家,開展了豐富的國際合作,在科學(xué)層面和應(yīng)用層面展開了卓有成效的研究,取得了可喜成績,若干成果具有重要的應(yīng)用前景。然而攻克壓電精密驅(qū)動技術(shù)瓶頸道阻且長,只有不斷開放,勇于創(chuàng)新,充分發(fā)揮人才科技驅(qū)動力,才能攻堅克難。

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