Emerging Actuator Technologies: A Micromechatronic Approach
暫譯: 新興驅動技術：微機電系統方法

José L. Pons

Emerging Actuator Technologies: A Micromechatronic Approach
  • 出版商: Wiley
  • 出版日期: 2005-05-01
  • 售價: $1,197
  • 語言: 英文
  • 頁數: 304
  • 裝訂: Hardcover
  • ISBN: 0470091975
  • ISBN-13: 9780470091975

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商品描述

Description:

Actuators are devices that convert electrical energy into mechanical work, traditionally used in electrical, pneumatic and hydraulic systems. As the demand for actuator technologies grows in biomedical, prosthetic and orthotic applications, there is an increasing need for complex and sophisticated products that perform efficiently also when scaled to micro and nano domains.

Providing a comprehensive overview of actuators for novel applications, this excellent book:

  • Presents a mechatronic approach to the design, control and integration of a range of technologies covering piezoelectric actuators, shape memory actuators, electro-active polymers, magnetostrictive actuators and electro- and magnetorheological actuators.
  • Examines the characteristics and performance of emerging actuators upon scaling to micro and nano domains.
  • Assesses the relative merits of each actuator technology and outlines prospective application fields.

Offering a detailed analysis on current advances in the field, this publication will appeal to practising electrical and electronics engineers developing novel actuator systems. Mechanical and automation engineers, computer scientists and researchers will also find this a useful resource.

 

 

Table of Contents:

Foreword.

Preface.

List of Figures.

List of Tables.

1 Actuators in motion control systems: mechatronics.

1.1 What is an actuator?

1.2 Transducing materials as a basis for actuator design.

1.3 The role of the actuator in a control system: sensing, processing and acting.

1.4 What is mechatronics? Principles and biomimesis.

1.5 Concomitant actuation and sensing: smart structures.

1.6 Figures of merit of actuator technologies.

1.7 A classification of actuator technologies.

1.8 Emerging versus traditional actuator technologies.

1.9 Scope of the book: emerging actuators.

1.10 Other actuator technologies.

2 Piezoelectric actuators.

2.1 Piezoelectricity and piezoelectric materials.

2.2 Constitutive equations of piezoelectric materials.

2.3 Resonant piezoelectric actuators.

2.4 Nonresonant piezoelectric actuators.7

2.5 Control aspects of piezoelectric motors.

2.6 Figures of merit of piezoelectric actuators.

2.7 Applications.

3 Shape Memory Actuators (SMAs).

3.1 Shape memory alloys.

3.2 Design of shape memory actuators.

3.3 Control of SMAs.

3.4 Figures of merit of shape memory actuators.

3.5 Applications.

4 Electroactive polymer actuators (EAPs).

4.1 Principles.

4.2 Design issues.

4.3 Control of EAPs.

4.4 Figures of merit of EAPs.

4.5 Applications.

5 Magnetostrictive actuators (MSs).

5.1 Principles of magnetostriction.

5.2 Magnetostrictive materials: giant magnetostriction.

5.3 Design of magnetostrictive actuators.

5.4 Control of magnetostrictive actuators: vibration absorption.

5.5 Figures of merit of MS actuators.

5.6 Applications.

6 Electro- and magnetorheological actuators (ERFs, MRFs).

6.1 Active rheology: transducing materials.

6.2 Mechatronic design concepts.

6.3 Control of ERF and MRF.

6.4 Figures of merit of ER and MR devices.

6.5 Applications.

7 Summary, conclusions and outlook.

7.1 Brief summary.

7.2 Comparative position of emerging actuators.

7.3 Research trends and application trends.

Bibliography.

Index.

商品描述(中文翻譯)

**描述：**
致動器是將電能轉換為機械工作的裝置，傳統上用於電氣、氣動和液壓系統。隨著生物醫學、義肢和矯形應用對致動器技術的需求增長，對於在微型和納米領域中高效運作的複雜和精密產品的需求也在增加。
本書提供了針對新應用的致動器的全面概述，內容包括：
- 提出了一種機電一體化的方法來設計、控制和整合涵蓋壓電致動器、形狀記憶致動器、電活性聚合物、磁致伸縮致動器以及電流和磁流變致動器的一系列技術。
- 檢視了新興致動器在縮放至微型和納米領域時的特性和性能。
- 評估了每種致動器技術的相對優缺點，並概述了潛在的應用領域。
本出版物提供了對該領域當前進展的詳細分析，將吸引正在開發新型致動器系統的電氣和電子工程師。機械和自動化工程師、計算機科學家及研究人員也會發現這是一本有用的資源。

**目錄：**
- 前言
- 序言
- 圖表清單
- 表格清單
- 1 致動器在運動控制系統中的應用：機電一體化
- 1.1 什麼是致動器？
- 1.2 作為致動器設計基礎的轉換材料。
- 1.3 致動器在控制系統中的角色：感測、處理和執行。
- 1.4 什麼是機電一體化？原則與生物模仿。
- 1.5 同時致動與感測：智能結構。
- 1.6 致動器技術的優越性指標。
- 1.7 致動器技術的分類。
- 1.8 新興與傳統致動器技術。
- 1.9 本書範圍：新興致動器。
- 1.10 其他致動器技術。
- 2 壓電致動器
- 2.1 壓電效應與壓電材料。
- 2.2 壓電材料的本構方程。
- 2.3 共振壓電致動器。
- 2.4 非共振壓電致動器。
- 2.5 壓電馬達的控制方面。
- 2.6 壓電致動器的優越性指標。
- 2.7 應用。
- 3 形狀記憶致動器 (SMAs)
- 3.1 形狀記憶合金。
- 3.2 形狀記憶致動器的設計。
- 3.3 SMAs 的控制。
- 3.4 形狀記憶致動器的優越性指標。
- 3.5 應用。
- 4 電活性聚合物致動器 (EAPs)
- 4.1 原則。
- 4.2 設計問題。
- 4.3 EAPs 的控制。
- 4.4 EAPs 的優越性指標。
- 4.5 應用。
- 5 磁致伸縮致動器 (MSs)
- 5.1 磁致伸縮原理。
- 5.2 磁致伸縮材料：巨磁致伸縮。
- 5.3 磁致伸縮致動器的設計。
- 5.4 磁致伸縮致動器的控制：振動吸收。
- 5.5 MS 致動器的優越性指標。
- 5.6 應用。
- 6 電流和磁流變致動器 (ERFs, MRFs)
- 6.1 主動流變學：轉換材料。
- 6.2 機電設計概念。
- 6.3 ERF 和 MRF 的控制。
- 6.4 ER 和 MR 裝置的優越性指標。
- 6.5 應用。
- 7 總結、結論與展望
- 7.1 簡要總結。
- 7.2 新興致動器的比較位置。
- 7.3 研究趨勢與應用趨勢。
- 參考文獻
- 索引

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