体内MEMS的谐振式无线供电方法研究北京市优秀人才培养资助D类项目申请表.docx
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体内MEMS的谐振式无线供电方法研究北京市优秀人才培养资助D类项目申请表
北京市优秀人才培养资助
D类项目申请表
申请人
项目名称体内MEMS的谐振式无线供电方法研究
工作单位北京xx大学
主管单位北京xx大学
中共北京市委组织部印制
一、基本情况
姓名
性别
男
出生日期
身份证号
籍贯
民族
党派
文化程度
毕业院校
毕业时间
所学专业
学位
参加工作时间
专业领域
从事专业
专业技术
职称
工作单位
单位性质
职务
职级
单位地址
邮政编码
单位类别
主管部门
所在行业
单位电话
家庭电话
移动电话
电子信箱
被批准为博导年份
获得突贡称号年份
获得优青称号年份
批准享受特贴年份
入选科技新星年份
主要学历（从中专、大专或大学填起，包括国外学历）
起始年月
截止年月
就读院校（系）
专业
学位
主要工作经历（包括国内外经历）
起始年月
截止年月
工作单位
职务
职称
主要兼职（国内外学术团体任职、社会兼职情况）
起始年月
截止年月
兼职、任职单位名称
职务
国内外访问、进修、培训经历
（身份：
选填“留学/高级访问学者/研修/合作研究/培训/其它”）
起始年月
起止年月
访问（进修、培训）
机构名称、地点
有关内容
身份
参加国内外重要学术会议情况
（限填会上有论文宣读或收入论文集的会议）
时间
会议主办单位
会议名称
会议地点
论文题目
二、申请人近期取得的专业成果，目前所承担的研究课题、工作项目及担任的角色（“课题、工作项目状态”选填：
立项\正在进行\完成；“角色”选填:
主持\骨干\参加）
成果、课题、工作项目
名称
起始年月
截止年月
任务来源
课题、工作
项目状态
角色
三、申请人在上述工作中的创新点及主要业绩简述（限500字）
该课题主要研究在高档社区的自动售米机，减少了消费者在超市买米从卖场运回家的劳动强度。
该课题的创新之处是将粮食的加工、净化、称重、装袋、包装于一体。
目前该项目已完成了诸多科研难题，项目进展顺利。
四、申请人出版专著、发表论文、撰写报告情况（选填有代表性的五部、篇）
专著、论文、报告名称
出版社、刊物名称；报告应用单位
完成年月
排名
五、申请人取得获奖成果情况
项目名称
奖励名称
奖励等级
获奖年份
排名
六、申请资助项目情况
申请项目名称
体内MEMS的谐振式无线供电方法研究
申请项目分组
机械、轻纺与加工工艺组
申请人提出、确定申请资助项目的依据；概要介绍与该项目有关专业在国内外的发展现状及趋势（限500字）
采用无线供电方式，从体外持续对体内微机电系统传输电能有以下优点：
1）实时性--可实现在需要的情况下随时从体外持续给体内微机电系统供能。
2）安全性--通过电磁耦合方式传输能量，没有化学电池的有害材料，对人体安全程度更高。
3）供能稳定，在各种位置情况下都能稳定输出能量。
4）无需通过手术给体内微机电系统更换供电电池，减小了患者的痛苦和经济负担。
无线供电技术越来越多地被应用于植入式电子设备和系统。
目前，此类设备一般采用微化学电池供能，例如起搏器的使用寿命取决于电池的寿命，电池电量在完全耗完之前必须再次进行外科手术以更换新电池。
更换电池的过程给病人造成新创伤，增加了病人的痛苦。
如果电池更换不及时，病人甚至会有生命危险。
为了改善电池供电的种种弊端，以电磁耦合原理为基础的无线能量传输技术逐步应用于植入式电子设备，一些欧美国家及日本、以色列等在该项技术上已取得较大进展。
20世纪90年代后期，美国科研人员研究了人工心脏的体外能量供给系统。
台湾、新加坡、韩国和日本等国家也对人工心脏的无线供能开展了很多研究工作。
七、申请资助项目的主要工作内容、目的、意义，应用前景，对专业领域（科学研究\工程技术\公共管理\企业经营管理）发展的影响及经济效益、社会效益分析预测（限1000字）
本项目的主要研究内容有：
1）体内微机电无线供电系统的模型建立
主要对无线供电系统的次级回路进行小型化，以满足体内微机电各功能模块体积的限制。
并在供能模块小型化的基础上，对微机电系统的供电模型进行仿真实验。
2）提高微机电无线供电系统传输效率研究
多源无线能量传输技术即初次级PCB线圈采用多层绕组结构，可有效地提高能量传输效率，降低系统传输效率对姿态、位置的敏感度，增强能量传输的稳定性。
拟在前期的研究基础上建立多源无线供电系统的原理与组成，对多源能量传输系统建立数学建模，在此基础上探讨了感抗电路的多种拓扑补偿模式。
3）分析无线供电系统对人体生物组织的生物安全性问题。
电磁场对人体的影响目前还没有建立统一理论体系。
体内微机电的无线供电系统须通过经皮能量传输，为了减小经皮能量传输过程中电磁场对人体的影响，拟通过实验法建立了人体电磁计算模型，从而找到降低电磁场对人体损害的有效方法。
通过线圈在不同频率下人体组织的电磁剂量学量进行计算分析，从生物安全性角度研究能量发射的频率和功率，为能量传输系统的设计、优化提供安全依据。
主要研究目标
通过对本项目的研究，希望能够找到体内微机电系统稳定高效的无线供电系统。
具体目标如下：
1）建立体内微机电系统的高效的无线供电数学模型，从理论上阐释清楚影响无线供电系统传输效率的因素，进而求得无线供电传输效率的表达式，弄清影响传输效率因素的各种关系，为体内微机电无线供电系统提供理论支持。
2）在获得体内微机电系统无线供电理论的基础上，通过实验得到各种影响因素对传输效率的影响程度，对实验结果进行优化，从而得到高效的无线供电模型。
体内微机电系统已经成为当前生物医学工程领域中微创、无创诊疗的研究前沿，也逐步成为临床内镜技术新的发展方向。
由于体内工作条件所具有的特殊性，必须采用无线方式为其提供能量，但目前在这方面尚无有效方法和手段，因此，能量供给问题无疑是前进过程中最大的绊脚石，也已经成为其进一步发展必须解决的基础性关键问题，开展对这一问题的研究具有十分重要的意义。
八、申请资助项目中的主要创新工作；拟采用的研究方法、技术路线
主要创新工作：
本项目在前期研究的基础上将小型化无线供电系统通过在谐振状态下工作，有效地提高无线供电系统的效率，突破小型化无线供电研究的瓶颈。
拟采用的研究方法：
1）初次级绕组的小型化设计
本项目拟在基于平面变压器技术的基础上对无线供电系统进行设计，该技术有体积小、能量密度大、电流通过性好、涡流损耗小，散热面积大的特点，所以对供电系统的小型化设计有利。
将初次级绕组设计成PCB的形式，这样能有效地减小整个供电系统的体积。
2）体内微机电供电系统的高效化设计
本方案拟在该方案的基础上，将每个独立的子线圈和次级能量接收线圈的固有频率设计得相同，以使整个充电系统处于谐振状态，使电能能够定向传输，这样既减小了系统的体积，也能提高系统的传输效率，减小能量在传输过程中的散失，减小电磁辐射对人体的损伤。
同时，初级供电PCB线圈进行多层布线，增大供电源的功率，增大次级接收线圈的接收能量。
拟采用技术路线
1）理论分析阶段：
对于用PCB绕组进行谐振式无线供电的可能性进行可行性分析，并建立该方案的理论模型，对PCB绕组的无线供电模型的传输性能进行理论计算分析。
2）方案设计阶段：
在理论分析的基础上设计体内微机电系统无线供电的技术方案。
3）仿真研究阶段：
对该方案的传输效率、传输距离、工作频率等进行仿真研究，找出所设计方案的不足，并进行改进。
4）实验研究阶段：
针对前面的研究进行实验研究，通过实验对方案进行补充和改进，以使方案进一步完善。
5）成果总结阶段：
在实验研究的基础上总结研究成果，撰写论文，准备申请专利的材料。
九、现有与完成申请资助项目有关的工作条件及需要改善内容（包括：
资料、设备、实验材料等）
本申请人近年来一直从事无线供电的研究工作，对该领域的最新成果和研究动向有比较深入的了解。
课题组成员都具有较强的研究能力，能为本项目服务，为本项目的成功提供了充分的智力保证。
本项目所需的实验平台为：
信号发生器、示波器、频谱分析仪、高频电流测量仪等。
已具有：
信号发生器、示波器。
频谱分析仪、高频电流测量仪等拟通过研究经费购买。
十、申请资助项目进度计划
项目计划起止年月:
2012.10至2012.12
计划阶段起始年月
计划阶段截止年月
主要工作内容
考核指标、成果
查阅资料，收集文献，参加国际国内学术交流，广泛了解相关领域最新学
术成果，并进行消化吸收；构思项目实施方案。
建立相关数学模型，从理论上论证方案的可行性。
设计小型化无线供电系统方案，进行仿真研究，根据仿真结果对方案进行修改完善。
通过理论验证方案的可行性
搭建试验平台。
对各模块进行试验研究，并根据试验结果修改完善相应模块。
制造了样机，实验样机能得到相应的可靠实验数据
整理研究成果，进行专利申报和论文发表，撰写结题报告。
发表了相应的论文和专利申请
十一、项目最终成果提供形式和鉴定（验收）指标
1）在期刊发表小型化高效无线供电系统方面的论文3篇，并能cscd检索。
2）申请相关发明专利1件。
3）培养硕士研究生1名。
十二、申请资助项目的成员及分工
姓名
身份
证号
工作单位
职务
专业技术职称
分工内容
教师
讲师（大学）
项目负责人
学院副院长
教授
理论研究
教师
副教授
算法研究
教师
副教授
算法研究
教师
讲师（大学）
实验研究
十三、项目总体经费使用安排
项目总预算金额
（万元）
10
申请资助金额
（万元）
10
项目资金缺口解决办法
无
用途
预算金额
（万元）
经费来源
科研业务费
5
项目资助
材料费
1
项目资助
仪器设备费
2
项目资助
出国合作交流和境外专家来华合作交流
1
项目资助
劳务费
0.8
项目资助
管理费
0.2
项目资助
十四、申请资助项目在其它部门申报或立项情况
申报年度
是否获得
经费资助
申报或立项的部门
资助名称
资助经费金额
（万元）
十五、申请人所在单位或有关部门对申请资助项目匹配（拟匹配）资金情况
是否已经匹配
匹配（拟匹配）资金的单位名称
匹配（拟）金额
（万元）
申请人所在单位党委（党组）意见
主要说明对申请人的推荐理由、培养方向；确定申请项目和资助类别的主要依据、能力建设目标；单位能否为申请人提供完成资助工作所需的时间及其它必要条件；财务部门能否按照规定和要求承担资助经费的管理工作。
领导签字：
（公章）
年月日
归口推荐局级单位党委（党组）意见
领导签字：
（公章）
年月日
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