压电驱动器,一个小小的器件,竟是3D打印机、呆板人、火箭、卫星等高科技装备不成或者缺的 成员 。
它负担着将电能转化为机械位移或者力的周详使命,具有纳米级分辩率,可以或许于周详制造、位移输出、医疗及微流体节制等运用中快速相应,还有有优良的布局伸缩性及精彩的负载能力。 于已往的几十年里,压电驱动器的成长一直是学界存眷的主题,各类类型的压电驱动器如雨后春笋般涌现。但既有研究缺少对于其质料、事情道理、典型方案及成长趋向的体系研究,科学视角的缺掉也致使分类的恍惚性或者对于将来成长趋向的掌握不足。
毕竟怎样厘清这一器件的特征?西北工业年夜学黄维院士团队卢乾波传授研究团队于中国工程院ENGINEERING Mechanical Engineering期刊(原刊名Frontiers of Mechanical Engineering, 2024年第19卷第1期)发表了题为 Review on piezoelectric actuators: materials, classifications, applications, and recent trends (《压电驱动器综述:质料、分类、运用与最新趋向》)的综述文章。文章将压电驱动器分为直接类及间接类,体系地综述了各类主流类型的压电驱动器的质料、事情道理、典型方案、特色及潜于运用,提供了差别压电驱动器之间的具体比力,为深切相识压电驱动器提供了 常识舆图 。今朝这篇文章已经被援用130次(截至2026年7月27日)。
缭绕该研究的焦点冲破、将来的工业落地远景,以和小我私家的科研履历,咱们近日尤其约请到了论文通信作者卢乾波传授举行深度访谈。如下为专访内容。 作者先容 卢乾波,浙江年夜学工学博士,耶鲁年夜学结合造就博士,现任西北工业年夜学长聘传授、博导,国度级青年人材,从事微光学惯性传感器的理性设计及智能柔性传感方面研究。 作者专访 结果聚焦 1 Q:请您先容一下这篇综述的焦点孝敬与立异点。 卢乾波:这篇综述的焦点事情,是针对于种类繁多的压电驱动器举行体系梳理,构建了一套易在理解及选择的常识系统。 这篇综述的第一个重要孝敬是提出了一套新的分类系统。咱们将压电驱动器划分为直接型及间接型两年夜种别,并于此基础长进一步细分为多个子种别。 第二个孝敬是成立了从质料特征、压电效应、本构瓜葛,到布局机能特性以和典型运用及成长趋向之间的体系接洽,注释差别类型压电驱动器的布局情势,揭示其机能体现暗地里的缘故原由。 第三个孝敬是经由过程年夜量对于比表格,对于差别类型压电驱动器于机能参数、布局特色以和工程运用方面举行了横向比力,并进一步给出了面向现实需求的选择建议。 2 Q:这篇综述体系梳理了从单晶、陶瓷到聚合物等多种压电质料,以和unimorph、bimorph、仓库式、柔性搭钮放年夜、超声机电、步进驱动器等险些所有主流构型,笼罩面很是广。您及团队当初是怎样确定这个分类系统及笼罩规模的? 卢乾波:第一个问题是压电质料孕育发生的微小应变或者变形,怎样进一步转化为终极的位移、扭转等宏不雅驱动举动。第二个问题是于运动转换历程中是否存于响应的放年夜机制。第三个问题是压电驱动器终极面向甚么样的运用需求。 基在这三个问题,咱们终极选择以 运动转换机理 为主线,将质料特征、布局设计及运用需求联合起来举行阐发,但愿成立一种可以或许注释压电驱动器 怎样孕育发生运动、怎样放年夜运动、以和运动用在甚么场景 的体系框架。 3 Q:这项研究但愿解决甚么科学问题? 卢乾波:咱们课题组最初但愿将其运用在微光电机体系(MOEMS)加快度计中。 于开展相干研究历程中,咱们发明此前虽然已经经有一些关在压电驱动器的综述事情,但大都研究重要缭绕特定质料系统或者某一类压电驱动器睁开。同时,差别文献于分类要领及划分尺度上也存于必然差异,缺乏一个从总体角度理解压电驱动器成长脉络的框架。 是以,咱们但愿从自身研究视角出发,对于已经有压电驱动器举行体系收拾,并提出一种更同一、更便在理解的分类方式。 4 Q:请您分享一下,为什么选择Frontiers of Mechanical Engineering(该刊已经在2026年改名为ENGINEERING Mechanical Engineering)来发表这项事情? 卢乾波:咱们选择于Frontiers of Mechanical Engineering发表这项事情,重要有几个方面的思量。 起首,从研究主题的契合度来看,压电驱动器自己是一个典型的交织范畴研究标的目的,触及功效质料、机械布局、电学与机械耦合,以和电机耦合动力学及节制等多个方面。这些内容与期刊持久存眷的研究标的目的具备较高的契合性。 其次,咱们也存眷期刊于海内工程科技范畴中的影响力及国际流传能力。Frontiers of Mechanical Engineering作为中国工程科技期刊系统中的主要构成部门,同时具有面向国际学术交流的平台属性。咱们但愿这项综述事情不仅可以或许办事海内相干研究职员,也可以经由过程国际化的平台与偕行举行更充实的交流。 综合来看,Frontiers of Mechanical Engineering既与压电驱动器这一交织研究标的目的具备较好的匹配度,也可以为这项事情提供一个统筹海内影响力及国际交流的平台,是以成为咱们发表这项综述事情的抱负选择。 科研纵深 5 Q:您重要从事微光学惯性传感器的理性设计及智能柔性传感研究,从您的科研履历来看,您是怎样慢慢确定这两个研究标的目的的? 卢乾波:我的科研标的目的形成,与小我私家进修履历及持久的科研练习有比力慎密的瓜葛。 本科阶段,我接管的是理科教诲,其前身现实上是运用物理,是以造就了我的物理机制思维。 博士阶段,我进入浙江年夜学光电科学与工程学院进修,于导师和课题组的造就下,最先真正接触微光学惯性传感范畴。我还有曾经赴美国耶鲁年夜学运用物理系举行结合造就。于那里进一步熟悉到,传感器应该被看做一个繁杂的耦合体系。 整体来看,微光电机传感器的理性设计一直是我科研事情的主线,这一标的目的已经经连续开展了十余年。 此外,智能柔性传感也是最近几年来拓展的主要标的目的。对于我而言,也是将已往于惯性传感器及微光电机体系研究中堆集的常识系统、研究要领及设计理念,迁徙到柔性传感范畴,进一步摸索此中的科学问题。 6 Q:您怎样对待基础科学与工程运用之间的瓜葛? 卢乾波:我认为,基础研究及工程研究之间实在其实不存于很是明确的边界,二者其实不是彻底割裂的瓜葛,而是彼此促成、相辅相成的。 西北工业年夜学原党委书记李言荣院士曾经提出过 从0到1 及 从1到0 的理解。 从0到1 更可能是指从基础研究出发,于科学纪律及道理层面取患上冲破;而 从1到0 则是从庞大需求、工程运用或者者国度使命中发明要害问题,并进一步追溯暗地里的科学纪律,提出需要解决的基础问题。 以是,我认为基础研究及工程研究是一种彼此驱动的瓜葛。对于在科研事情而言,好的研究不仅要可以或许解决现实问题,更主要的是要做到 知其然,也知其以是然 。 7 Q:从初期开展研究,到此刻同时负担多项国度级/省部级项目卖力人、担当多个期刊编委等脚色,您感觉本身履历了哪些比力较着的改变? 卢乾波:我认为,科研身份上的变化必然会带来一些科研视角及事情方式上的改变,但这类改变更可能是由脚色及职责的变化所带来的。 负担科研项目,特别是作为项目卖力人,会对于科研事情者孕育发生比力较着的影响。项目卖力人不仅需要存眷详细的科学问题,还有需要负担使命计划、团队构造、资源协调以和方针实现等责任。是以,科研事情者的存眷点也会逐渐从小我私家研究拓展到更体系的科研构造及治理层面。 薪火相传 8 Q:工程试验及科研攻关布满不确定性,常面对压力及无效成果。您是怎样应答科研中偶然的低沉时刻,从 掉败 中走出来的? 卢乾波:科研历程中碰到低谷及掉败长短常正常的。有人曾经形容人生像一个 德尔塔函数 ,岑岭及顺遂的时刻只是短暂的,科研也是云云。 主要的是,要学会把掉败转化为有价值的信息。更有用的要领是拆解问题,设计最小化、可验证的试验,经由过程慢慢解除要害假定来定位问题。 是以,我认为掉败自己其实不可怕,主要的是把握阐发问题及解决问题的要领。只要可以或许从掉败中提取有用信息,它往往会成为下一步乐成的主要基础。 9 Q:末了,请您用一句话凝炼您最想通报给青年学者的科研信念。 卢乾波:我感觉科研事情者要保有求知欲及好奇心,选择真正主要的问题,并对峙把每个结论都做实。时间终极会奖励持久的科研堆集。 相干论文信息: ▌文章标题:Review on piezoelectric actuators: materials, classifications, applications, and recent trends ▌文章DOI:10.1007/s11465-023-0772-0 ▌文章链接: https://journal.hep.com.cn/fme/EN/10.1007/s11465-023-0772-0尤其声明:本文转载仅仅是出在流传信息的需要,其实不象征着代表本网站不雅点或者证明其内容的真实性;如其他媒体、网站或者小我私家从本网站转载利用,须保留本网站注明的“来历”,并自大版权等法令责任;作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜,请与咱们联系。-PA集团官网"/>
压电驱动器,一个小小的器件,竟是3D打印机、呆板人、火箭、卫星等高科技装备不成或者缺的 成员 。
毕竟怎样厘清这一器件的特征?西北工业年夜学黄维院士团队卢乾波传授研究团队于中国工程院ENGINEERING Mechanical Engineering期刊(原刊名Frontiers of Mechanical Engineering, 2024年第19卷第1期)发表了题为 Review on piezoelectric actuators: materials, classifications, applications, and recent trends (《压电驱动器综述:质料、分类、运用与最新趋向》)的综述文章。文章将压电驱动器分为直接类及间接类,体系地综述了各类主流类型的压电驱动器的质料、事情道理、典型方案、特色及潜于运用,提供了差别压电驱动器之间的具体比力,为深切相识压电驱动器提供了 常识舆图 。今朝这篇文章已经被援用130次(截至2026年7月27日)。
缭绕该研究的焦点冲破、将来的工业落地远景,以和小我私家的科研履历,咱们近日尤其约请到了论文通信作者卢乾波传授举行深度访谈。如下为专访内容。 作者先容 卢乾波,浙江年夜学工学博士,耶鲁年夜学结合造就博士,现任西北工业年夜学长聘传授、博导,国度级青年人材,从事微光学惯性传感器的理性设计及智能柔性传感方面研究。 作者专访 结果聚焦 1 Q:请您先容一下这篇综述的焦点孝敬与立异点。 卢乾波:这篇综述的焦点事情,是针对于种类繁多的压电驱动器举行体系梳理,构建了一套易在理解及选择的常识系统。 这篇综述的第一个重要孝敬是提出了一套新的分类系统。咱们将压电驱动器划分为直接型及间接型两年夜种别,并于此基础长进一步细分为多个子种别。 第二个孝敬是成立了从质料特征、压电效应、本构瓜葛,到布局机能特性以和典型运用及成长趋向之间的体系接洽,注释差别类型压电驱动器的布局情势,揭示其机能体现暗地里的缘故原由。 第三个孝敬是经由过程年夜量对于比表格,对于差别类型压电驱动器于机能参数、布局特色以和工程运用方面举行了横向比力,并进一步给出了面向现实需求的选择建议。 2 Q:这篇综述体系梳理了从单晶、陶瓷到聚合物等多种压电质料,以和unimorph、bimorph、仓库式、柔性搭钮放年夜、超声机电、步进驱动器等险些所有主流构型,笼罩面很是广。您及团队当初是怎样确定这个分类系统及笼罩规模的? 卢乾波:第一个问题是压电质料孕育发生的微小应变或者变形,怎样进一步转化为终极的位移、扭转等宏不雅驱动举动。第二个问题是于运动转换历程中是否存于响应的放年夜机制。第三个问题是压电驱动器终极面向甚么样的运用需求。 基在这三个问题,咱们终极选择以 运动转换机理 为主线,将质料特征、布局设计及运用需求联合起来举行阐发,但愿成立一种可以或许注释压电驱动器 怎样孕育发生运动、怎样放年夜运动、以和运动用在甚么场景 的体系框架。 3 Q:这项研究但愿解决甚么科学问题? 卢乾波:咱们课题组最初但愿将其运用在微光电机体系(MOEMS)加快度计中。 于开展相干研究历程中,咱们发明此前虽然已经经有一些关在压电驱动器的综述事情,但大都研究重要缭绕特定质料系统或者某一类压电驱动器睁开。同时,差别文献于分类要领及划分尺度上也存于必然差异,缺乏一个从总体角度理解压电驱动器成长脉络的框架。 是以,咱们但愿从自身研究视角出发,对于已经有压电驱动器举行体系收拾,并提出一种更同一、更便在理解的分类方式。 4 Q:请您分享一下,为什么选择Frontiers of Mechanical Engineering(该刊已经在2026年改名为ENGINEERING Mechanical Engineering)来发表这项事情? 卢乾波:咱们选择于Frontiers of Mechanical Engineering发表这项事情,重要有几个方面的思量。 起首,从研究主题的契合度来看,压电驱动器自己是一个典型的交织范畴研究标的目的,触及功效质料、机械布局、电学与机械耦合,以和电机耦合动力学及节制等多个方面。这些内容与期刊持久存眷的研究标的目的具备较高的契合性。 其次,咱们也存眷期刊于海内工程科技范畴中的影响力及国际流传能力。Frontiers of Mechanical Engineering作为中国工程科技期刊系统中的主要构成部门,同时具有面向国际学术交流的平台属性。咱们但愿这项综述事情不仅可以或许办事海内相干研究职员,也可以经由过程国际化的平台与偕行举行更充实的交流。 综合来看,Frontiers of Mechanical Engineering既与压电驱动器这一交织研究标的目的具备较好的匹配度,也可以为这项事情提供一个统筹海内影响力及国际交流的平台,是以成为咱们发表这项综述事情的抱负选择。 科研纵深 5 Q:您重要从事微光学惯性传感器的理性设计及智能柔性传感研究,从您的科研履历来看,您是怎样慢慢确定这两个研究标的目的的? 卢乾波:我的科研标的目的形成,与小我私家进修履历及持久的科研练习有比力慎密的瓜葛。 本科阶段,我接管的是理科教诲,其前身现实上是运用物理,是以造就了我的物理机制思维。 博士阶段,我进入浙江年夜学光电科学与工程学院进修,于导师和课题组的造就下,最先真正接触微光学惯性传感范畴。我还有曾经赴美国耶鲁年夜学运用物理系举行结合造就。于那里进一步熟悉到,传感器应该被看做一个繁杂的耦合体系。 整体来看,微光电机传感器的理性设计一直是我科研事情的主线,这一标的目的已经经连续开展了十余年。 此外,智能柔性传感也是最近几年来拓展的主要标的目的。对于我而言,也是将已往于惯性传感器及微光电机体系研究中堆集的常识系统、研究要领及设计理念,迁徙到柔性传感范畴,进一步摸索此中的科学问题。 6 Q:您怎样对待基础科学与工程运用之间的瓜葛? 卢乾波:我认为,基础研究及工程研究之间实在其实不存于很是明确的边界,二者其实不是彻底割裂的瓜葛,而是彼此促成、相辅相成的。 西北工业年夜学原党委书记李言荣院士曾经提出过 从0到1 及 从1到0 的理解。 从0到1 更可能是指从基础研究出发,于科学纪律及道理层面取患上冲破;而 从1到0 则是从庞大需求、工程运用或者者国度使命中发明要害问题,并进一步追溯暗地里的科学纪律,提出需要解决的基础问题。 以是,我认为基础研究及工程研究是一种彼此驱动的瓜葛。对于在科研事情而言,好的研究不仅要可以或许解决现实问题,更主要的是要做到 知其然,也知其以是然 。 7 Q:从初期开展研究,到此刻同时负担多项国度级/省部级项目卖力人、担当多个期刊编委等脚色,您感觉本身履历了哪些比力较着的改变? 卢乾波:我认为,科研身份上的变化必然会带来一些科研视角及事情方式上的改变,但这类改变更可能是由脚色及职责的变化所带来的。 负担科研项目,特别是作为项目卖力人,会对于科研事情者孕育发生比力较着的影响。项目卖力人不仅需要存眷详细的科学问题,还有需要负担使命计划、团队构造、资源协调以和方针实现等责任。是以,科研事情者的存眷点也会逐渐从小我私家研究拓展到更体系的科研构造及治理层面。 薪火相传 8 Q:工程试验及科研攻关布满不确定性,常面对压力及无效成果。您是怎样应答科研中偶然的低沉时刻,从 掉败 中走出来的? 卢乾波:科研历程中碰到低谷及掉败长短常正常的。有人曾经形容人生像一个 德尔塔函数 ,岑岭及顺遂的时刻只是短暂的,科研也是云云。 主要的是,要学会把掉败转化为有价值的信息。更有用的要领是拆解问题,设计最小化、可验证的试验,经由过程慢慢解除要害假定来定位问题。 是以,我认为掉败自己其实不可怕,主要的是把握阐发问题及解决问题的要领。只要可以或许从掉败中提取有用信息,它往往会成为下一步乐成的主要基础。 9 Q:末了,请您用一句话凝炼您最想通报给青年学者的科研信念。 卢乾波:我感觉科研事情者要保有求知欲及好奇心,选择真正主要的问题,并对峙把每个结论都做实。时间终极会奖励持久的科研堆集。 相干论文信息: ▌文章标题:Review on piezoelectric actuators: materials, classifications, applications, and recent trends ▌文章DOI:10.1007/s11465-023-0772-0 ▌文章链接: https://journal.hep.com.cn/fme/EN/10.1007/s11465-023-0772-0尤其声明:本文转载仅仅是出在流传信息的需要,其实不象征着代表本网站不雅点或者证明其内容的真实性;如其他媒体、网站或者小我私家从本网站转载利用,须保留本网站注明的“来历”,并自大版权等法令责任;作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜,请与咱们联系。-PA集团官网