香港理工大学电动车研究中心开展了一项创新无线电机技术的研究 ——面向全封闭环境的高度集成型无线超声波电机系统。该技术突破了传统 电机系统在线缆、电池和控制器方面的限制，实现了超声波电机的无线电能 和控制信号的同步传输。 主要特点： ⚫ 高集成度：单一集成式磁耦合器直接连接超声波电机，实现了两相高频磁场的独立解耦控制，消除了接收端对电缆和电池的依赖，实现无线电能和 无线驱动的同步传输。 ⚫ 简化设计：接收端无需控制器、传感器、编码器、补偿电容、整流器和开 关器件，简化了整体架构，大幅降低了系统成本和维护需求。 ⚫ 模块化设计：具备灵活的模块化结构，便于无缝集成，可轻松适应各种应 用场景。 ⚫ 高可靠性：无线设计有效降低了电火花和断线等安全隐患；其优良的密封 性可确保在高尘、高湿环境中稳定运行，最大限度地提高可靠性和安全性。 此系统特别适用于传统布线复杂或不便的环境，如机械臂。无电缆运行 可显著增强移动能力与灵活性；在地下管道或水下螺旋桨等密闭环境中，该 系统能够避免因穿孔安装电缆而带来的复杂性及系统刚度破坏，有效防止潜 在的气体或液体泄漏。

当前全球电机系统普遍依赖物理线缆或电池供能，这类传统方案正面临 日益严峻的技术瓶颈。如布线困难，电火花、断线和短路等安全隐患，以及 电池需要频繁充电和更换，导致运维成本上升，并影响设备的连续运行。因 此，迫切需要寻找更高效、安全和灵活的解决方案，以克服传统电机系统的 局限。 本项目旨在研究一种无线超声波电机系统，具备高集成度和可靠性，能 消除对电缆、电池和控制器的需求。电机端仅需一个集成式磁耦合器，即可实现两相电能的解耦独立控制，从而在发射端无线供电和控制电机。无电缆 设计消除了相关的安全隐患，降低了电火花和断线的风险，适合在高湿、高 尘及特殊环境中稳定运行。此外，接收线圈感应到的高频无线电能可直接驱 动电机，省去了交-直-交能量转换环节，提高了系统的集成度。电机的速度 和转向可以在发射端灵活地无线控制，电机侧无需依赖控制器、传感器、补 偿电容、整流器或开关器件，显著降低了系统成本和维护需求。 提出的无线电机系统在灵活性、安全性、集成度、维护成本和可靠性方 面显著优于传统有线电机系统，尤其在机器人、工业自动化和生物医学等领 域具有广泛的应用潜力。

本项目研制的无线超声波电机系统利用最先进的无线电力传输 及驱动技术，实现了在全封闭环境中对电机的无线供电和灵活控制， 而无需依赖电池、电源线、控制器、传感器、编码器和半导体器件。 这一创新相较于传统电机系统是一项重大进步。 该系统尤其适用于传统布线困难或复杂的环境，例如机械臂和人形机器人。无线电机为机械关节提供了 360°无电缆束缚的解决方 案，显著提高了移动性和关节灵活性，消除了缠绕风险。 无线电机技术还能够解决航空航天应用中的密封难题，以满足 对极端环境的推进要求。此外，在地下管道或水下推进器等封闭环 境中，无线电机系统能够避免因穿孔安装电缆而导致的气体或液体 泄漏等问题。 在医疗器械领域，传统用于微创医疗的磁控胶囊机器人可控性 较差，而本项目研制的无线超声波电机系统在小型化方面展现出巨 大的潜力。无线供电及驱动将有效提升这些产品的竞争力。 随着中国制造业自动化进程的快速推进，电机系统对防尘、防 水及密封等解决方案的需求不断增加。无线电机系统凭借其优异的 密封性和可靠性，在化工厂及类似高风险环境中显示出巨大的应用 潜力。 本项目研制的无线超声波电机系统不仅推动了电机技术的进 步，还为多个行业提供了创新性解决方案，具有广泛的应用前景。

香港理工大学电动车研究中心，旨在应对 现代电动汽车的能源与技术挑战，推动智慧电动汽车的研发，助力实现碳中 和目标。中心由被誉为“亚洲电动汽车之父”的中国工程院院士（香港首位）、 香港理工大学电机及电子工程学系杰出讲座教授陈清泉教授担任主任。团队 专注于电动汽车技术、智能交通系统和能源管理等领域的前沿研究与开发， 致力于提高能源效率和环境效益，创造新的商业机会。中心积极与业界合作， 推动研究成果产业化，特别是在粤港澳大湾区内，与多家企业签署合作备忘 录，促进电动汽车技术的应用与推广。此外，研究中心还开设了电动汽车理 学硕士课程，旨在培养新一代电动汽车领域的专业人才，为行业发展提供有 力的人才支持。该项目团队由邹国棠教授（香港理工大学电机及电子工程学系讲座教 授，电动车研究中心联合主任）和刘伟（香港理工大学电机及电子工程学系 助理教授，电动车研究中心经理）领衔，成员包括、薛志伟（香港理工大学 电机及电子工程学系兼职科研助理）、解晓天（香港理工大学电机及电子工 程学系在读博士生）。

面向全封闭环境的高度集成无线超声波电机系统的研发已取得 显著的经济和社会效益。为完成这一技术的研发与优化，项目初期 已累计投入科研经费超过人民币 300 万元，涵盖了设备采购、技术 开发、实验验证、人员经费及专利申请费用。目前，该成果已荣获 “第四届亚洲创新发明展览会—香港”的全场总冠军及金奖，为项 目带来了良好的品牌效应和市场关注，预计近期内即可实现技术转 化和市场创收。 尽管初期成果已显现出突出优势，但为进一步完善无线能量传 输效率、增强系统稳定性与长距离传输可靠性，后续仍需投入约人 民币 500 万元的资金用于后续产业化开发，预计未来 2-5 年内完成 技术迭代升级和大规模产业化应用。 该技术的成功应用对推动科技进步具有重要意义，解决了传统 电机系统存在的布线复杂、电池寿命短、安全隐患大等问题。通过 无线设计，有效减少电缆引发的火灾、漏电事故，在高湿、高尘或 特殊化学环境中显著提升了安全可靠性，保障了国家和社会安全。 同时，该系统的高集成度和模块化设计大幅降低了制造成本和维护 费用，对推动工业自动化设备、医疗器械及机器人等领域的经济效 益，推动了相关产业技术的革新。

针对用于全封闭环境的高度集成无线超声波电机系统的产业 化转化，将采取多元化的转化策略，具体包括技术转让、技术入股 和技术合作三种主要方式。 在技术转让方面，项目团队计划与具备产业化生产能力的企业 签署技术许可协议，以专利授权或技术许可的形式，将本项目的核 心技术转让给合作企业。合作企业支付技术转让费后，即可获得该 技术在特定领域或地域的独家或非独家实施权利。 在技术入股模式中，项目团队拟将该项技术成果进行估值后， 以知识产权或技术资产的形式入股合作企业。通过这种方式，项目 团队可持续地分享企业未来发展所带来的收益，并进一步参与到企 业的决策和发展中，实现双方利益最大化。 技术合作方面，本项目将积极寻求与行业龙头企业、科研机构 和高新技术企业的战略合作，开展联合技术攻关、产品开发及市场 拓展，共同推进技术的应用落地。合作内容包括共建研发平台、联 合开发新产品、共享市场渠道资源等。 此外，为更高效推动本技术的产业化，项目团队已经创立一家 科技初创公司——香港善驱有限公司（WellDrive HK Limited）。 该公司能够以更高灵活度、更具市场导向地参与到技术的转化过程 中，加速实现技术的商业化目标。