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由於壓電馬達是透過摩擦驅動,因此預壓力顯得相當重要,然而傳統壓電馬達大多採用機械式彈簧片來產生預壓力,易因接觸磨耗造成運轉性能降低,速度操控範圍不大。而磁吸式壓電致動器乃是結合電磁(鐵磁性)與壓電(鐵電性)的特性,提出一種具磁吸預壓力的創新型壓電馬達結構設計,主要利用磁吸的超距力來產生預壓力,以降低磨耗並提昇馬達性能,另配合應用場合,透過氣隙或電流來進一步調控預壓力大小,具彈性化設計概念。
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另透過磁吸預壓設計,可打破傳統馬達結構中,機械軸承與自由度的關係限制,達成無軸式的壓電馬達設計。此創新型壓電馬達是透過磁吸預壓,僅需要運行於導磁材料上,相關材料來源取得也相當容易,可大幅降低製造成本。, k Z% i: Q4 R" @% ]
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再者,創新型壓電馬達具易模組化特性,若加裝無線驅動模組,因具有磁吸力,能克服重力影響,可自由行走在倒置或垂直的表面。尤其動態表層移動時的耗能低,單一表層致動模組行走9.16公里,僅需消耗一度市電。單一動態表層同時進行移動翻轉與感測時,所需耗能約47.16W,比家用電風扇省電2至3倍。" V7 N$ W/ W# p/ U4 m$ s y& l
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該計畫藉由Wiimote所開發的2D定位系統,已經能夠針對平面運動載具進行定位,效果相當好,尤其只須配合延伸IR LED陣列,即能達到大範圍定位之效果,在實際應用上具有簡單配置以及高定位精度等優點。透過多重區域精準定位之技術,可結合壓電式超音波馬達致動器,實現互動式空間牆面,以調節內部環境以及空間彈性。
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成功大學機械系教授蔡明祺的跨領域研究團隊,所設計的EcoSprit表層單元可在預先舖設的軌道上能夠遊走於建築物各處,如屋頂、雨庇、立面、室內天花板或牆壁上。別於傳統建築表層固定、一體性的構造型態,分散式的小型表層單元可以個別移動、分散或群聚而產生不同的整體配置,也可以依照局部環境狀況主動反應,進而創造出彈性、多樣性、可適應性的建築外殼。在未來的實際運用上可透過模組的外殼封裝或是裝配於建築物雙層帷幕牆的內側,可避除電子設備的防水防塵問題,此智慧化建材模組具有廣泛的延伸應用性,包括做為建築外殼的一部分,成為天花板或隔間牆的一部分;也可藉由搭載太陽能光電板與LED燈泡,可將再生能源轉換為室內照明所需的能源。 |
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