公开(公告)号：CN119820860A

公开(公告)日：2025-04-15

申请号：CN202510312546.9

申请日：2025-03-17

Applicant: 北京林业大学

Inventor： 黄建坤 ,  沈适 ,  林镇艺 ,  冀晓东 ,  张之伟 ,  吕立群

IPC: B29C64/386 ,  B33Y50/00

Abstract: 本发明提供一种基于负泊松比材料的自我生长的人工根系4D增材制造方法，涉及超材料生物结构构建和制造技术领域。所述人工根系是由重复单胞结构构建而成，所述方法包括以下步骤：（1）参数化设计芯体单胞结构，由此构建三维负泊松比芯体结构；（2）参数化设计表皮单胞结构，由此构建三维负泊松比管状结构；（3）将所述芯体结构和所述管状结构组合成整体结构，3D打印所述整体结构形成单个根；（4）通过调整设计参数，打印多个根系并组装为复杂三维根系，模拟单根和复杂根系的生长。本发明能制造具有良好且全面的真实根系性能的结构，能充分模拟根系的力学、吸水和持水、以及摩擦特性，在植物根系和生态修复研究领域具有广阔的应用前景。

公开(公告)号：CN117044592A

公开(公告)日：2023-11-14

申请号：CN202310976541.7

申请日：2023-08-04

Applicant: 北京林业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司 ,  中国国家铁路集团有限公司

Inventor： 黄建坤 ,  宋焕然 ,  张之伟 ,  姜群鸥 ,  刘兰华 ,  何财松 ,  周杨

IPC: A01G24/22 ,  A01G24/20 ,  A01G24/17 ,  A01G24/12 ,  A01G24/10 ,  A01G24/30 ,  A01G17/00 ,  A01G20/00 ,  A01G22/00 ,  E02D17/20

Abstract: 本发明公开了一种基于地质聚合物的隧道弃渣改良成喷播种植基质的方法，涉及边坡的生态绿化技术领域，包括：制造基层，基层包括40～50份隧道弃渣A、50～60份地质聚合物、20～30份青稞秸秆、5～10份耗牛粪便、10～30份化肥和80‑100份水；制造植生层，植生层包括10～20份隧道弃渣B、50～60份种植土、30～40份秸秆纤维、2～3份保水剂、1～2份黏结剂、10～20份化肥、80‑100份水和混合植物种子。本发明采用地质聚合物替代水泥等碱性黏性剂，有效降低喷播基质碱性，有利于植被生长和恢复，有利于高海拔地区弃渣的科学处置和资源化利用，降低生态修复成本，提升绿化效果；顺应了废弃物资源化、规模化和工厂化处理的发展趋势，所涉及的基质保持了土壤团粒结构的相对稳定，有利于植被生长，同时提高植被成活率。

公开(公告)号：CN116961469A

公开(公告)日：2023-10-27

申请号：CN202310853454.2

申请日：2023-07-12

Applicant: 北京林业大学

Inventor： 张之伟 ,  黄建坤 ,  向宏军 ,  王建军

IPC: H02N2/18

Abstract: 本发明公开了一种高效压电风能发电机及发电方法，涉及环境风能收集技术领域。发电机包括外框架、风轮和俘能单元，俘能单元包括弹性基层，弹性基层的活动端通过所述传动装置连接风轮，在弹性基层上靠近固定端处安装有变形放大器，在变形放大器上安装有压电材料，位于同一弹性基层两侧的压电材料的极化方向相反。发电方法包括：风轮在任意水平风吹动下转动，通过传动装置将风轮的转动运动转换至弹性基层的自动端的循环位移，弹性基层的固定端两侧产生拉压变形，变形放大器将拉压变形通过两个方向放大，带动压电材料产生在两个方向上产生拉压变形，压电材料进行力电转换，将压电材料产生的电荷导出。实现了任意水平风能量收集，俘能效率高。

公开(公告)号：CN116961469B

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202310853454.2

申请日：2023-07-12

Applicant: 北京林业大学

Inventor： 张之伟 ,  黄建坤 ,  向宏军 ,  王建军

IPC: H02N2/18

Abstract: 本发明公开了一种高效压电风能发电机及发电方法，涉及环境风能收集技术领域。发电机包括外框架、风轮和俘能单元，俘能单元包括弹性基层，弹性基层的活动端通过所述传动装置连接风轮，在弹性基层上靠近固定端处安装有变形放大器，在变形放大器上安装有压电材料，位于同一弹性基层两侧的压电材料的极化方向相反。发电方法包括：风轮在任意水平风吹动下转动，通过传动装置将风轮的转动运动转换至弹性基层的自动端的循环位移，弹性基层的固定端两侧产生拉压变形，变形放大器将拉压变形通过两个方向放大，带动压电材料产生在两个方向上产生拉压变形，压电材料进行力电转换，将压电材料产生的电荷导出。实现了任意水平风能量收集，俘能效率高。

公开(公告)号：CN117040314A

公开(公告)日：2023-11-10

申请号：CN202310846869.7

申请日：2023-07-11

Applicant: 北京林业大学 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司 ,  中国国家铁路集团有限公司 ,  中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所

Inventor： 张之伟 ,  黄建坤 ,  姜群鸥 ,  刘兰华 ,  何财松 ,  周杨

IPC: H02N2/18 ,  H02K35/00 ,  H02K7/18

Abstract: 本发明公开了一种用于铁路桥梁的压电‑电磁复合俘能器及俘能方法，涉及振动俘能以及交通基础设施健康监测技术领域。俘能器包括弹性基层、压电俘能单元、电磁俘能单元、质量块、绝缘垫片及固定件。质量块固定于弹性基层中间上下两侧，绝缘垫片粘贴于弹性基层两端上下两侧，压电俘能单元分布粘贴于弹性基层，电磁俘能单元由粘贴于质量块上的磁铁和线圈组成，固定件用于固定和连接不同的俘能器，基座用于固定并安置俘能器。本发明的俘能器结合了压电俘能单元和电磁俘能单元，压电俘能单元通过将压电材料与变形放大器结合增大压电材料变形，再结合电磁俘能单元，提升了振动俘能效率，将多个俘能单元结合增大了俘能频带宽度。