MIT新技术MechSense,设计时将传感器打印到移动部件上减小尺寸

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在这个剖面视图中,齿轮中的浮动电容器通过它下方平面上的三个导电补丁

了解齿轮或车轮的旋转速度当然很方便,但为它们配备外部传感器可能会很尴尬,并可能影响其性能。这就是为什么科学家设计了一种将无线传感器直接打印到零件上的方法。

该系统名为MechSense,由机械工程研究生Marwa AlAlawi领导的团队在麻省理工学院开发。

该技术将一个自定义扩展程序集成到SolidWorks计算机辅助设计程序中。

利用该扩展软件,用户首先指定他们计划打印的机构的旋转和固定部分,以及其旋转中心。该程序将输出四个导电材料补丁的位置。其中一个补丁直接打印到旋转部分(如齿轮)中,一般该部分由非导电材料打印出来,但是根据MechSense扩展程序,这部分将变为导电材料用于传感。其他三个导电补丁在该部分正下方的固定平面上打印成一个圆圈,这三者被非导电材料的小缝隙隔开。

当齿轮旋转时,其无线补丁(称为浮动电容器)按顺序反复通过三个固定补丁。他们每个人都检测到自己电容的变化,并通过机构固定部分的布线将数据转发给处理器。该处理器中的特殊软件反过来能够计算齿轮的角位置、旋转方向和转速。

MechSense用于一个小轮子,用于测量其滚动距离

在相关技术测试中,科学家们创造了一个台灯,当其底座或中间扭曲时,台灯会改变颜色或亮度;一个检测和测量转速的行星齿轮箱;以及一个测量其滚动距离的轮子。AlAlawi希望MechSense最终能够使电子领域更加高效和环保。

她说,为了产生电子废物很少的电子设备,我们想尺寸小但是仍然可以运行良好的设备。如果采取我们的方法,也许使用不同的材料或制造工艺,我们可以缩小尺寸,同时使用相同的几何形状可以有更少的累积误差。

编译:htb 信息来源:MIT 作者:Ben Coxworth

 

 

2023-03-18 09:03
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