指導老師：王永聯

協同指導：藍明崇

計畫成員：康展銘

國立高雄海洋技學院造船工程系

微動電磁式致動器的定位操作

微動電磁式致動器的定位操作

1. 研究背景 2. 研究目的 3. 研究方法與步驟 4. 結論

1. 研究背景

工業產品的應用：微米 / 奈米的致動器重要性微動電磁式致動器：撓性機構和致動方式與磁體佈置分析

1. 研究背景

撓性機構的設計： Midha ， Her ， Howell ，Chang 和 Wang 的研究中發現可先採用等效擬連桿模式做運動學分析 。

致動方式與磁體佈置：靜磁場的磁力分析對磁體結構與線圈形式做設計

2. 研究目的

學生獲益：微動致動器的系統設計能力含撓性機構，電磁力的設計，影像系統和 A/D ， D/A 卡的使用，進而發展雛型的致動器並透過影像系統與定位系統做微定位操作

3. 研究方法與步驟

(a)撓性機構本體設計

(b)電磁致動方式分析

(c)電氣接口微定位操作

(x' , y' )

(x , y )

(x , y )2 2

first joint

second joint

1 1

2 2

r

r

1

1

2

2

1 1

2

y

x

'

'

+1

first link

33(x' , y' ) r3

33(x , y )

55(x' , y' )55(x , y )

(x' , y' )4 4

(x , y )44

r6

r5

4r

(x , y )6 6

2 + 1 2+

midline

撓性機構本體設計

撓性機構本體設計

E E

擬連桿機構其幾何關係 122112222113, 1)cos/(cossinsinsin rrrrrx p

當 則可簡化設計為01 90

113, rx p

permanent magnetcompliant mechanism

electromagnetic coil

N

N S

S

線圈形狀和機構模組佈置

permanent magnetcompliant mechanism

electromagnetic coil

SN

SN

線圈形狀和機構模組佈置

12

34

I

X

Y

Z

b a

B

極N

N極B

S 極

S 極N極

極S

電磁致動方式分析

磁力 : 2211

L

BBF

電氣接口微定位操作

影像系統 :METEOR 2 影像卡，環形冷打光系統， WAT-308A CCD ，螢幕，十倍放大鏡頭， 586 微電腦。

定位系統 :ADLINK PCI-9111HR A/D, D/A 卡，驅動器，致動器。

電氣接口微定位操作

操作步驟如下：由影像系統可獲得固定在致動器端點的漆包線與致動器旁邊的漆包線相對位置資料，操作鍵盤左右鍵控制 A/D, D/A 卡電壓輸出值， A/D, D/A卡輸出的電壓經由驅動器放大電流推動致動器使兩根漆包線對準。

CCD camera

micro computer

lens

driver

actuator

電氣接口微定位操作

電氣接口微定位操作

電氣接口微定位操作

電氣接口微定位操作

電氣接口微定位操作

6. 結論

撓性機構與磁體結構和線圈佈置分析，可確切完成微動電磁式致動器的設計，並由影像系統的位置觀測和定位系統的位置操作學生可獲得機構，電磁，影像處理，電腦介面，驅動電路，機電介面的設計能力。