| 與常規(guī)的把電磁用作運動來源的馬達(dá)不同,NanoMuscle 馬達(dá)用形狀記憶合金來產(chǎn)生運動。形狀記憶合金是在五十年代發(fā)展出的一種材料,當(dāng)將電流傳給制成微小線狀形狀的記憶合金時,這些微小的記憶合金能夠產(chǎn)生運動。  這些線狀物表現(xiàn)像 “行動遲緩” 的橡皮圈。 在初始狀態(tài),他們能夠被很少的力量拉長,就如同用手拉伸開一個橡皮圈。 然而,當(dāng)移走外部力量時, 不像橡皮圈一樣,線狀形狀記憶合金不會回到他們的原始長度。 取而代之,他們保持拉長狀態(tài)直到把電流傳給他們——接著他們回到其原始長度。 在一根線狀形狀記憶合金上,通過精心地控制電流,收縮的速度 (返回原始長度) 能夠被控制,亦可回到其最后位置。換句話說,線狀形狀記憶合金能夠以任何中間長度精確停止而不需要回到它的原始長度。 NanoMuscle 馬達(dá)與電磁馬達(dá)比較,具有體積小、價廉、安靜等優(yōu)點。 體積小 形狀記憶合金的能量密度超過人類肌肉 1000 倍,超過電磁馬達(dá) 4000 倍。因此形狀記憶合金可制成很小體積但有力的裝置。  與電磁馬達(dá)不同,NanoMuscle 馬達(dá)的力量輸出不倚賴于速度。這意味著 NanoMuscle 馬達(dá)能夠不使用齒輪組而減少系統(tǒng)尺寸、復(fù)雜性和費用。 電磁馬達(dá)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動,可是超過百分之六十的小馬達(dá)應(yīng)用需要線性運動。這使得系統(tǒng)設(shè)計者必需開發(fā)像螺狀齒輪、齒條和小齒輪那樣的復(fù)雜機構(gòu)系統(tǒng)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動。然而,NanoMuscle 馬達(dá)直接產(chǎn)生線性運動可避免復(fù)雜的機構(gòu)設(shè)計,進一步減少產(chǎn)品尺寸和設(shè)計的時間。 價廉 因為 NanoMuscle 馬達(dá)不需要額外組件,例如將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動的齒輪組和復(fù)雜的機構(gòu)系統(tǒng),相較于同樣能力的電磁馬達(dá),NanoMuscle 馬達(dá)的制造成本只是電磁馬達(dá)的一小部分。 安靜 電磁馬達(dá)在運作期間產(chǎn)生電氣噪音,并且其齒輪組產(chǎn)生聽覺噪音。相對地,NanoMuscle 是平順的,如同肌肉般運動完全擺脫電氣噪音和聽覺噪音。  盡管具有體積小、價廉、安靜的優(yōu)點,由于材料固有的一些限制,形狀記憶合金很少被應(yīng)用在商業(yè)用途。形狀記憶合金的傳動裝置的常有問題有響應(yīng)慢、位移小、壽命短、退化和費電。NanoMuscle 花費了三年的時間和數(shù)百萬美金終于開發(fā)出形狀記憶合金傳動裝置,并解決了常有的問題。NanoMuscle 馬達(dá)以完全擺脫這些問題。 快速的響應(yīng) 以往測量被伸展的線狀形狀記憶合金恢復(fù)到原始長度的時間是以分鐘為單位。而NanoMuscle 馬達(dá)能夠在一秒鐘返復(fù)數(shù)次,這足以滿足許多應(yīng)用。 長沖程 線狀形狀記憶合金的延伸和收縮遠(yuǎn)比橡皮圈小得多。一個橡皮圈能夠延伸至它的原始長度10%到 20%,而線狀形狀記憶合金至多只能夠增加 4%。現(xiàn)今世界要將直徑五十微米十公分長的線狀形狀記憶合金加工是相當(dāng)不容易的工作。 然而,一個 NanoMuscle 馬達(dá)整合此種線狀形狀記憶合金能夠利用它的長度的 13% 收縮,并且創(chuàng)造出特有包裝以利使用。 使用壽命長 形狀記憶合金在工作數(shù)百個周期后便會損壞。而 NanoMuscle 馬達(dá)能夠連續(xù)不斷數(shù)百萬周期。 此外 NanoMuscle 馬達(dá)分許多產(chǎn)品等級以允許設(shè)計者對他們的應(yīng)用和預(yù)算與使用壽命相匹配。 NanoMuscle 馬達(dá)在他們的整個使用壽命內(nèi),將一貫地徹底伸展和收縮的運動。 可重復(fù) 在歷經(jīng)許多伸展和收縮的周期后,線狀形狀記憶合金伸展會變型和動作變得松散。在以后周期中,變型造成的動作松散無法使預(yù)期的機構(gòu)設(shè)計正常運作。 NanoMuscle 的專利已克服這個問題,使其馬達(dá)在每一個周期伸展和收縮在設(shè)計者預(yù)期的地址。 低功耗 在相同的功耗下,很難找到一個形狀記憶合金驅(qū)動器的力輸出相當(dāng)于 NanoMuscle 馬達(dá)。 形狀記憶合金驅(qū)動器的高功耗很難被應(yīng)用在電池驅(qū)動和便攜式裝置上。NanoMuscle 馬達(dá)僅僅消耗幾百毫安特別適合使用在電池驅(qū)動裝置和便攜式產(chǎn)品上。事實上,NanoMuscle 馬達(dá)的效能是同尺寸直流馬達(dá)的2倍到5倍。 NanoMuscle 界面 由于市場競爭壓力,需要越來越短的開發(fā)周期。 所以系統(tǒng)設(shè)計者在尋求整合和布署起來容易的運動方案。為了滿足這個需要,NanoMuscle 提供一些不同界面使 NanoMuscle 馬達(dá)和主系統(tǒng)容易連接。 現(xiàn)代消費裝置通常由嵌入的微處理器控制。為了使這些微處理器產(chǎn)生運動,他們必須透過某種界面連接一個馬達(dá)。 因為電磁馬達(dá)消耗大電流且會產(chǎn)生突波,不合適直接連接微處理器。此外,微處理器將需要某種回饋,好讓微處理器知道什么時候關(guān)閉這個馬達(dá)。例如,在光驅(qū)中用來退出光盤片的馬達(dá)需要某種限停偵測。 NanoMuscle 數(shù)字界面 ( DI ) 嵌入 NanoMuscle 馬達(dá)里面,不需增加任何外部裝置,便可以直接連接微處理器并提供控制和狀況的回饋。相較于電磁馬達(dá),NanoMuscle 的高度整合產(chǎn)品具有費用低、體積小、在較少時間能夠加入數(shù)字系統(tǒng)中等優(yōu)點。 NanoMuscle 數(shù)字界面也減輕了系統(tǒng)設(shè)計者需要知道關(guān)于形狀記憶合金的電氣操作特性的負(fù)擔(dān)。此界面將自動地調(diào)整動力水準(zhǔn)以產(chǎn)生被要求的運動,進而優(yōu)化電力消耗、速度和使用壽命。 數(shù)字界面有完整限停偵測功能,當(dāng)徹底伸展或者徹底收縮時,NanoMuscle 馬達(dá)能夠發(fā)信號給控制微處理器。 對于那些使用沒有這些信號的馬達(dá),系統(tǒng)設(shè)計者必須設(shè)計極限開關(guān)到機構(gòu)里,并負(fù)擔(dān)多占的空間、預(yù)算和設(shè)計時間。 NanoMuscle 數(shù)字界面采取高密度可撓性電路連接器以降低使用者的成本。 因為有一些制造系統(tǒng)無法與可撓性電路連接器相連接或者不需要整合控制的應(yīng)用,NanoMuscle 馬達(dá)亦提供單純拉線架構(gòu) ( LW )。 NanoMuscle 傳動裝置 NanoMuscle 馬達(dá)和 NanoMuscle 界面結(jié)合而成的完整運動系統(tǒng)叫作 NanoMuscle 傳動裝置。 這種緊密整合的傳動裝置有許多優(yōu)點,例如,整合數(shù)字界面的 NanoMuscle 馬達(dá)比可替代的馬達(dá)(需要線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器、齒輪組、限停偵測和 H 橋線路)費用和體積都減小很多。它將在不久的將來在部分系統(tǒng)中取代傳統(tǒng)電磁馬達(dá)。 |