新型電磁致動器之創作與樂器演奏機器人的應用

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Title:	新型電磁致動器之創作與樂器演奏機器人的應用
Authors:	李志鴻
Contributors:	機械工程系
Keywords:	人工肌肉、電磁鐵、致動器、有限元素、彈性體、機器人
Date:	2016-10
Issue Date:	2017-01-06 15:49:56 (UTC+8)
Abstract:	本計畫研究一種新型電磁致動器以及利用此製作吉他演奏機人。該致動器包含兩個電磁鐵和一夾在間的彈性錐體。由於力正比流平方且幾乎反比於其間空氣隙的平方，非線性特使位置控制常困難。在此我們提出新型電磁致動器，可呈現出位置響應線性正比於輸入電流或壓。藉由彈錐體提供非之反力以平衡電磁。如此可在希望的工作點達到，形成位置響應與輸入流直線關係。電磁力將根據理論推算並測量驗證。錐體彈簧特性的精確計算將使用有限元素法透過原型製作可測驗與證實預的特性。此致動器具有低噪音、易控制細長振動等優點。為了展示這些，本計畫亦成功創作一個吉他演奏機器人。測試結果顯示該人產生低機械噪音，並有更好的樂表現。撥弦構使用一個致動器撥弦。藉由調整輸入電壓，可以有效改變撥弦力道增加音樂豐富性。使用可程式控制器使用可程式控制器(PLC)的控制電路成功演奏"Five Hundred Miles"的伴奏。吉他原音可清楚呈現不被機械噪音所干擾。
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