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永久磁鐵磁流變液離合器之開發與特性化及其運用於機器人系統之失效保護機制

為了解決Shaft seal的問題，作者費安彥 這樣論述：

對於更高產量和更短停機時間的需求，以及在各種產品製造過程中對更高精度的要求，導致在工業環境中增加機械手臂和夾爪的使用。儘管這些現代化的設備已被廣泛採用，並對製造業整體產生了正向的影響，但這些設備的某些方面仍可受益於進一步的研究和開發。具體而言，研究安全機制可以避免機械手臂和夾爪可能對操作人員及其處理的物體造成損害。這篇博士論文的研究重點是開發和研究一種候選機構，該機構主旨在用作機械手臂和夾爪中的安全裝置，這將限制驅動機器人系統的致動器可能施加在其處理的物體上的扭矩。該候選機構是一種以磁流變液為主要動力傳輸介質的限扭矩離合器。這種流體具有在磁場作用下變成半固體的特殊性質，該磁場的強度決定了流體

變成半固體的程度。因此，通過控制磁場，也可以控制流體的狀態，進而控制離合器的可傳遞扭矩。在整個研究過程中，總共開發和測試了四個磁流變液離合器，每個都有不同的目的。本論文首先介紹了在本研究期間開發的離合器中實施的主要設計決策及其原由，即使用永久磁鐵作為改變離合器內磁流變液狀態所需的磁場源。隨後引入並測試了一種稱為「磁場阻斷器」的新型磁場調節機制，該機制允許在基於永磁之磁流變液離合器中改變可傳遞的扭矩。這一研究階段產生了兩個離合器的製造和測試以及磁場阻斷機構的台灣專利。在建立了貫穿本研究開發的離合器的主要設計模式後，研究的重點轉向探索影響磁流變液離合器行為的因素。這個新焦點的目標是更好地了解這種類

型的離合器，以便後續能夠開發出性能更好的設備。探討的因素如下：磁極數、離合器部件的材料、角速度和離合器內磁流變液層的厚度。對這些因素進行了廣泛的參數研究，並依其結果導致提出了磁流變液離合器行為的新模型，以及在後來的離合器中實施的磁場阻斷器設計的新改進設計。除了該參數研究之外，還進行了一項獨立的研究，測試當石墨粉用作磁流變液中的添加劑時對離合器中扭矩傳遞的影響。對不同濃度石墨的流體混合物進行了測試，並就何時使用這種添加劑提出了建議。第三個離合器被設計和製造用於這個研究階段。在研究更深入地了解基於永磁之磁流變液離合器之後，利用所有獲得的知識開發了最終離合器。其引入並測試了一種新改進的磁場阻斷器設計

，使該離合器的性能優於前三個離合器。除此之外，還測試了將此離合器應用作安全裝置的情況，該測試是使用適用於離合器的開源3D列印夾爪進行的。夾爪系統的正常使用和故障案例都進行了展示和測試。這些測試的結果表明，離合器作為機器人夾爪系統中的可調扭矩之限制裝置是成功的。

奈米材料改質的羰基鐵磁流液之製備與鑑識

為了解決Shaft seal的問題，作者韓巧玟 這樣論述：

磁流變液體是一種在磁場存在時會強烈極化的智能材料，主要是由磁性顆粒、載液及界面活性劑所組成，日前已廣泛應用於機械、電子及汽車產業，例如馬達旋轉軸承的真空軸封。如何改善磁性顆粒不會因為重力而沉澱且也不會因磁力吸引凝聚、結塊的現象為此篇研究之目的。本研究為使用氯化亞鐵及鹽酸與氯化鐵及水加入過量的氨水，製備奈米級的四氧化三鐵與羰基鐵粉合成為磁流液體，探討其性質並與市售羰基鐵粉之磁流液體比較其磁流效果。利用平板式流變儀測試其磁流變效應及分散穩定性分析儀測試透光度及抗沉降性。實驗結果得知，改質後的磁性顆粒以添加3%四氧化三鐵的比例在載液為 100cp 矽油中，利用平板式流變儀測試其磁流變效應及特性，呈

現出較低的黏度及較高之剪切應力，有較佳的表現。FTIR及XRD檢測製備之四氧化三鐵的合成純度，TEM觀察其顆粒形貌及附著性，並使用分散穩定性分析儀測試其分散穩定性及抗沉降效果，與改質前的市售商品相比較，有明顯的抗沉降及懸浮效果。