小型壓電步行機器之操縱實驗

Abstract

微機電系統(MEMS)已經應用在許多領域，例如：精確操縱和控制系統，醫 學方面的量測儀器，汽車的安全氣囊和防鎖死殺車系統的感測器和導航系 統等。在某些情況下，如渦輪增壓引擎和管路，因為空間太狹小，致人員 無法到達去執行偵測和維修任務。小型機器手臂或小型步行機器可以克服 這些問題。本研究旨在發展長、寬、高均為一公分左右的小型壓電步行機 器。首先使用振動分析法求其自然頻率的解析解，在利用有限元素法分析 其共振頻率及模態形狀，實驗量測得到的自然頻率分布與解析解、有限元 素解吻合。此外，實驗過程中發現在某個共振頻率下，小型壓電步行機器 呈現最快的步行速度，而在其它的共振頻率下可以改變其步行方向。最後 ，驅使本研究製作的三種不同尺寸但形狀相同的小型步行機器沿著指定的 軌跡行走，觀察其實際步行軌跡，並檢討其性能。