技術名稱 智慧型高扭力多磁極磁流變液阻力器
計畫單位 國立臺北科技大學
計畫主持人 蕭耀榮
技術簡介
本技術提供一創新之智慧型高扭力多磁極磁流變液阻力器,可提供快速扭力變換、高扭力密度、可控性佳、具輕量化。本技術具有國際首創之多磁極技術,其單位體積扭力高於一般極磁流變液(MR)或傳統阻力器。該智慧型MR阻力器可作為煞車器、離合器、阻尼器等各種使用,應用之對象包括各式健身器材、復健運動器材、系統調速、車輛及機械之煞車、懸吊、避震系統、離合器等,讓各項系統升級為智慧型系統,運用廣泛。

目前習用阻力器均有多項問題,傳統之被動式摩擦或油壓式阻力器扭力無法調整且功能不足;渦電流及磁阻式阻力器體積龐大耗電量大且噪音大;主動式馬達式阻力器則體積龐大、耗電量大、噪音大、單位體積阻力小、成本昂貴等。

本技術提供智慧型半主動式阻力器技術,可克服以上缺點,提供大扭力、反應快、耗電量少、成本適中之智慧型阻力器。本技術有很高之可控性,反應速度快(< 10ms),扭力範圍大,容易整合及維護、結構耐用、使用壽命長,亦具備良好的故障診斷性、極少的元件數量、簡單的管線、及最佳化的架構。

本技術之關鍵基本技術在於多磁極技術,該創新技術為本實驗室於2013首先在國際上提出,並受到國際重視,榮獲流變液領域(ER/MR)頂尖期刊Smart Materials and Structures選為期刊封面,並多次被國際研究團隊引用,且獲得美國及台灣發明專利。本項多磁極技術可改善一般MR阻力器中磁流變液有效鏈結面積過小的缺點,能讓新型阻力器作用面積增大,大幅增強2倍以上扭力。該技術並由本實驗室團隊開發出多項相關技術與應用,獲有9項台灣及美國專利。

本年度之技術更開發出獨特之多層扁平式輕量化技術,將單位體積的扭力再大幅提升了3倍,與國際上各研究單位發表的MR阻力器,本技術也是居於領先群。本年度技術採創新disc-type多極多層式設計,使受到垂直磁力場之MR作用面積最大化,也降低了零電場阻力,提高扭力器動態作用範圍,並進行量產化設計,簡化零組件及組裝方式。

本技術應用場合廣泛,可讓傳統之系統提升為扭力即時快速可變之智慧型系統,其應用場合包括:
- 健身器材:去除金屬重塊,快速轉換負載
- 復健運動器材:依使用者狀況,提供最適阻力;
- 工業用機械系統調速:穩定控制系統轉速;
- 車輛及機械之煞車/懸吊/避震系統:快速可調整之煞車力或阻尼力;
- 車輛及機械離合器:無機械磨損之快速離合。
科學突破性
1.快速可變扭力
採用智慧型流體,可快速改變扭力,可開發智慧型產品
2. 高扭力密度
扭力密度高達65,遠高於其他阻力器
3. 多磁極技術
創新多磁極技術,大幅提高動態範圍,提供國際上MR阻力器開發新方向
4. 扁平輕薄化及量產化
發展相關技術,供智慧型復健輔具及運動器材之量產開發
產業應用性
1. 在機械或機電系統,可提供適當之阻力,以控制系統之轉速或速度,滿足輕量化、高反應速度、高煞車力可控之需求
2. 對運動產業可開發智慧型運動器材,提供了無重塊之快速改變阻力;也可開發多功能運動器材
3. 本技術可應用於開發各類型智慧型復健運動器材及輔具,來協助年長者及疾病患者運動,並保護其安全
關鍵字 高扭力多磁極磁流變液阻力器 高扭力阻力器 磁流變液阻力器 磁流變液煞車器 磁流變液離合器 電磁阻力器 電磁煞車器 電磁離合器 健身器材阻力器 復健器材阻力器
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