超声电机：小装备，大作用

文/田立丰

（作者单位：南京航空航天大学）

超声电机作为一种新型的微电机，在办公自动化设备、精密仪器仪表、计算机、工业控制系统航空航天、智能制造等领域都有着广泛的应用前景。与传统电机相比，超声电机具有结构简单、小型轻量、响应快、噪声低、不受磁场干扰、运动精确度高等诸多优点，另外还具有耐低温、耐真空等适应太空环境的特点。自20世纪90年代初投入商业应用至今，日本、美国、俄罗斯、德国竞相研制各种类型和用途的超声电机。

南京航空航天大学“高性能压电驱动系统关键技术”引智基地就围绕着超声电机技术，开展了诸多研究。基地引进了以俄罗斯工程院院士Piotr Vasiljev教授为首的海外团队，汇聚了包括立陶宛维尔纽斯技术大学Dalius Mazeika教授、德国汉诺威莱布尼兹大学Jrg Wallaschek教授、日本京都大学Kiyotaka Wasa教授、韩国科学技术研究院Seok-Jin Yoon教授等海外骨干。

中外青年科学家们通过基地汇聚，在压电精密驱动及其在高端装备应用领域开创了一片崭新的天地，充分发挥了人才创新驱动力，有效推动了压电精密驱动领域的快速发展，为我国压电驱动技术的研发推广提供了有力支撑。

聚、引、服、管、用

基地在运行中始终坚持“以我为主、精准引进、服务细节、注重实效”理念，广纳海外英才，充分发挥智力优势，面向国家重大工程、社会经济发展、高校学科建设，不断提升研究水平、促进成果转移、扩大国际影响，形成人才驱动科技创新发展的良性循环。

自运行以来，基地不断探索、完善机制，通过“聚、引、服、管、用”，建立起良好引智环境和研究氛围，形成一定效应。

“聚”——借助国内团队、海外大师牵引，每年聚集美、俄、德、韩、日、立陶宛、捷克等国业内顶尖专家、青年骨干50余人次，兼容并蓄，广纳英贤。

“引”——通过顶尖专家客座聘请，骨干专家长期入职、青年专家纳入博后等方式，引进建立起一支有高度、有层次、有后备的海外智力团队。

“服”——基地与学校多部门联动，从人才签证、来华手续、保险医疗、科研配套、子女教育等各方面为外国人才提供全面服务，保障其“来得了、待得住、用得好、流得动”。

“管”——修订校内基地运行管理办法、涉外保密管理规定，依托“外国专家工作室”制度，设立专人专岗，对海外团队人员进行成建制、精细化、人性化管理。

“用”——国内团队与海外团队分组对接，结成对子共同开展研究。海外团队人员在引进后能更好、更快地投身融入到现有研究中，发挥自身作用。

在良好机制保障下，基地为高端装备驱动控制系统的轻量化、精密化、智能化提供了有力支撑，在面向国家重大工程中对提升技术竞争力、产业影响力、国防威慑力作出了贡献，基地外国专家团队也荣获各类奖励。Piotr Vasiljev院士荣获2012年中国政府友谊奖，2016年江苏省国际合作贡献奖、2017年江苏省五一劳动奖章。Dalius Mazeika教授入选江苏省外专“百人计划”，2015年荣获南京市金陵友谊奖。

增添“缝隙之眼”

由于超声电机的工作原理是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动来进行驱动，因此也是“高性能压电驱动系统关键技术”引智基地的主攻方向。在良好的平台运行机制下，海内外专家联合，对现有超声电机大量计算、实验、研究，设计出新款型号超声电机，大幅提高了其工作温度和服役时间，该成果在嫦娥三号、嫦娥四号探测器上均有运用。

基地设计的另一款薄型超声电机，采用低电压驱动，可大幅减小驱动电源的体积和重量，在此基础上制作的纳米级飞行器，原理样机最小重量仅2克，载重达8克，其重量和载重都达到国际领先水平，对人类无法触及空间的侦察和探测，为监控、搜寻、救援、作战增添“缝隙之眼”，也可以集群化使用，具有重要的国防价值。

2013年，基地研究的“大行程、高精度、快响应直线压电电机”项目还获得国家技术发明二等奖。

引智基地主要成员合影

“双创”团队，促成果转化

除面向重大工程外，基地还对焦产业升级，关注经济社会发展。

海内外团队成员共同设计研发50多种超声电机，联合完成20多项发明专利申报，其中一系列产品在第十六届中国国际工业博览会上进行成果推广。基地负责人赵淳生院士获得“何梁何利基金奖”，以表彰其在自主知识产权技术创新推进中的贡献。

基地还整合海内外智力资源、行业企业资源，申报获批省“双创”团队，将技术引入企业，引入产品，更大规模、更广范围、更好效益地发挥基地研究成果。随着成果的进一步转化和应用，必将为高端装备产业作出贡献，带动经济升级转型、快速发展。

道阻且长，行则将至

在海外智力团队的推荐、支持下，基地的国际知名度和影响力显著提升。

2014年，在专家的推荐和支持下，基地成功承办了第十一届压电材料及其在作动器上的应用国际研讨会、第九届能量收集国际研讨会。

赵淳生院士和杨颖教授还担任了压电材料及其在作动器上的应用国际研讨会常设委员会委员。基地新创立了国际期刊Energy Harvesting and Systems，杨颖教授当选国际咨询委员会委员和2014年副主编。基地负责人赵淳生院士还荣获“超声电机技术突出贡献奖”“超声电机终身成就奖”2项国际奖，均为国内首人。出版的中文专著《超声电机技术与应用》和英文专著Ultrasonic Motors：Technologies and Applications被国际同行评价是领域内里程碑式著作，对超声电机及其学科的发展建设作出重大贡献。

压电驱动技术以纳米级运动控制精度、微秒级响应速度，给传统机械执行机构注入了新的活力，对提升国家的科技影响力、产业竞争力和国防威慑力产生了重要影响。

“高性能压电驱动系统关键技术创新引智基地”通过平台化人才集聚效应吸引了大量的外国专家，开展了丰富的国际合作，在科学层面和应用层面展开了卓有成效的研究，取得了可喜成绩，若干成果具有重要的应用前景。然而攻克压电精密驱动技术瓶颈道阻且长，只有不断开放，勇于创新，充分发挥人才科技驱动力，才能攻坚克难。