60周年校庆系列讲座－－5月16日Chin An Tan教授:基于介电弹性体材料的人体运动能量回收方法和优势

　　主讲人：Chin-An Tan教授
　　地点：朝晖校区机械楼A810
　　时间：2013年5月16日（周四）14:00
　　主办单位：机械学院
　　联系电话：88320232

　　主讲人简介：
　　Chin-An Tan博士是美国Wayne State University机械系教授，美国机械工程师学会Fellow，ASME Applied Mechanics Review的副主编(Associate Editor)，美国通用汽车研发实验室电动汽车电池制造方面的顾问，曾担任美国Wayne State University机械系副院长，ASME Journal of Vibration & Acoustics的副主编，Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulations的编委，获得过包括优秀教学总统奖(President's Award for Excellence in Teaching)在内的多个奖项。
　　Tan博士分别在1982年和1989年，在美国加州大学伯克利分校获得机械工程学士学位和博士学位，1983年在加州工学院获得航空学硕士学位。现为bbin电子机械工程学院客座教授，Tan博士的主要研究领域为结构动力学和振动控制、机械电子工程、振动能量回收和应用。
　　目前Tan教授的研究兴趣为：
　　(1) 结构运动及振动能量回收再利用；
　　(2) 人体运动能量回收传感器在躯体康复和无线医疗保健的应用；
　　(3) 机械电子监测和振动能量回收技术在汽车动力电池监测中应用。

　　讲座摘要：
　　近年来国际上广泛开展从宏观到微观的各种程度的可再生能源和能量回收/收集的立项研究。此次报告提供了一个具有潜在的战略价值的基础研究 ：应用软性高分子材料收集生物能量，从而为有效地为穿戴式设备作提供可行的低能耗供源。
　　特别有趣的是电活性聚合物(EAP),它具有较低的弹性模量可以有大幅度应变而应力大小较低，这不像其他类型的机电智能材料如很脆的压电陶瓷。本研究采用一种具有介电弹性的EAP材料，实现在机械能和电能直接转换。因为一个能量收集系统必然涉及能量的耗散,本研究采用将DE薄膜贴在人体膝盖处的方式来探索人在行走过程中生物阻尼和能量收集之间的关联。与大多数聚合物相比,DE材料具有高度非线性，因此需要特别的模型来了解机电耦合和能量采集的影响。我们建立的实验模型得出了各种DE材料的本构关系和一个能够在穿戴实验者上来直接评估能量采集的影响的方法。通过有选择性地调整DE装置机电荷载来较少衰减,研究表明此方法效提高能量采集效率,并获得了步行时的各种循环的机械运动和能量消耗的参数。本研究具有重要的意义：它为未来使用介电弹性体实现信号传送、驱动和能量收集，并将其集成到穿戴的人体康复设备中等的工作奠定了基础；以为将DE能量回收综合体更广泛的应用到如为方便的收集生物能而设计舒适,不显眼的可穿戴设备开创了一条新的路径。本报告同时也将讨论运用DE材料采集能量研究时碰到的各种挑战。