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苏州市职业大学基于功能材料的新型驱动与环境俘能创新团队

发布时间:2022-04-01 浏览次数:

一、团队负责人


张永康,男,19776月生,工学博士,副教授,江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师,江苏省“333高层次人才(第三层次)培养对象。长期从事结构动力学及动态破坏分析、机械CAD/CAE/CAM教学与研究工作。已发表学术论文30多篇,被SCIE/EI/ISTP收录10余篇,获江苏省力学学会优秀论文奖和苏州市自然科学优秀学术论文奖各1项。主持国家自然科学基金面上项目项目1项,作为合作单位负责人参与国家自然科学基金青年科学基金项目1项,作为主要成员参与国家自然科学基金面上项目1项,主持完成国家大飞机子课题1项,主持完成企业横向课题4项,作为主要成员完成国防科技工业民用专项科研技术研究项目2项。获中航工业集团科学技术进步奖1项。第一发明人授权专利14项,其中发明专利5项。编写校企合作开发课程讲义2部。指导完成江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目2项,指导学生毕业设计获江苏省优秀毕业设计2项,指导学生参加全国大学生机械创新大赛获一等奖、二等奖各1项,指导学生参加江苏省大学生机械创新大赛获一等奖2项,指导学生参加苏州市大学生机械创新大赛和校企技能PK大赛获奖4项。

二:团队主要骨干人员情况

(一)    团队人员梯队结构情况

目前本团队总人数6人,其中高级职称人数5人,中级职称人数1人,硕士生导师1人;江苏省“333工程”人才2人,江苏省青蓝工程” 1人,具有海外学术背景的 1人;具有硕士学位者比例达 80%以上,具有博士学位者比例达 30% 以上,45岁以下成员 3人,发展潜力大。

(二)    主要学术骨干情况简介


 孙春华,1966年生,博士、教授,江苏省“333工程”第三层次人才培养对象。长期从事环境俘能及智能制造教学与研究工作。主要从事压电俘能技术应用的研究,已发表论文50余篇,其中被SCIEI收录17篇。主持1项、主要参与3项国家自然科学基金项目,主持省市级项目10余项。授权发明专利5项,实用新型16项,成功转让专利2项。获得江苏省优秀毕业设计设计指导教师二等奖、苏州市高职院校“奇迹杯”第二届数字建模与3D打印大赛(特等奖)优秀指导教师等称誉。

三、团队主要研究方向

本研究团队主要依托机械、力学、电学、光学、控制等我校优势学科,并通过多学科的交叉和相互融合,以提高新型驱动以及环境俘能的精度、效率、智能、轻量,紧紧围绕精密驱动和环境俘能的关键问题开展研究。主要研究方向简介如下:

 研究方向一:基于功能材料的新型驱动技术

开展多物理场耦合驱动技术的研究,开发集驱动和供能于一体的新型驱动器,基于超声波/声波能量耦合,研制新型高效的压电叠堆驱动器,应用于爬壁机器人系统和机器人的关节驱动,以提高其作用力、爬行能力,实现驱动器的自供能。

研究方向二:宽频多方向环境俘能技术

环境中风(流)源的不稳定性和多样性,单一基频压电振子的转化效率不高。对宽频多方向俘能技术开展研究,使压电振子在一定频段内都能谐振或者近似于谐振,可提高其转化效率和环境适应性,提高发电效率。

研究方向三:新型驱动器/俘能器的快速制造

利用CAD/CAM/CAM融合设计等技术,进行新型驱动器/俘能器的整体结构设计与优化;采用3D打印技术、厚膜丝网印刷技术,进行系统整体的一次性加工。

四、研究工作的技术优势及研究特色

随着能源、交通、机械、航空、航天等领域的发展,对零部件的精度和效率、功率密度、可靠性和环境适应性等提出了更高的要求。在这样的社会需求下,本团队依托校级“现代设计与制造集成技术实验室”和苏州市“数字化设计与制造技术重点实验室”,紧跟精密传动领域的发展,将研究方向由利用压电陶瓷的压电效应开展超声电机技术、超声加工研究,拓展到利用压电陶瓷的正压电效应进行压电俘能技术与应用方面。经过几年的努力,依托国家自然科学基金委、省市级所资助的科研项目,在学校科研政策的大力扶持下,逐渐形成了具有鲜明特色的功率超声与驱动、压电俘能方面的研究成果。

五、团队标志性成果情况

标志性成果一国家自然科学基金项目“路面振动压电俘能系统的动力学特性及俘能机理研究”,对路面压电俘能系统非线性动力学模型、压电耦合作用机理、适宜路面振动能量收集用压电俘能器/单元构型进行研究,提出了多种低频宽带、大应力、高俘能的压电俘能器,并进行了阵列,易于进行大面积的路面振动能的收集。

标志性成果二穿戴式步距自适应辅助行走装置的研制。该装置以“解决老年人下肢力量不足问题”为目标,设计了一种穿戴式步距自适应的辅助行走装置,能主动适应老年人的走路习惯和步距,无需前期适应性训练。装置通过踩踏、膝关节运动俘获压电能量,实现传感器自供能。

图一:穿戴式步距自适应辅助行走装置