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在各种工程操作中,振动是在所难免的,亦会引致噪音、不适,甚至令工人患上职业病,或损坏结构/机器。机械工程学系景兴建博士解释他最近研发的仿生物抗振结构怎样大幅减低机械系统所产生的振动。

请简述振动控制的基本概念。

振动控制可分为「被动控制」及「主动控制」两类,前者通过被动控制技术达致隔振或减振效果(例如使用橡胶垫、机械弹簧和减振器);后者则从外部振动源头相反的方向,施加主动控制力,以相同力度抗衡外部振动。一般而言,大多数工程操作倾向选用被动控制系统,因为与主动控制系统相比,被动控制系统的制造、运作与保养成本均明显较低,兼且消耗更少能量、易于维修、设计较简单,故稳定性亦较高。然而,主动控制系统的抗振效能通常会较为优胜。

与传统振动控制技术相比,崭新的抗振系统有甚么优胜之处?

理大X型抗振结构是参照雀鸟昆虫X型的肢体结构原理,并兼具被动和主动控制系统的优点。它具备非线性系统的刚度与减振特性,能大幅抑制振动传输及吸收振动能量。现时大多数抗振系统是按线性系统设计,因而缺乏这些优点。

可否简介这个抗振系统的应用范畴?

在建筑界的支援下,我们正研究将这已获专利的抗振结构应用于手提钻凿路面工具,制造一个辅助抗振外骨架。新系统有助建筑工人预防因手与臂振动而导致的职业病,并将钻凿石屎路面时手与臂所承受的振动大幅抑制于理想的安全水平。新系统的制造及维修保养成本极低,其折叠式设计的弹性亦很大,可调节以配合不同体积、物料的仪器,使其具备广泛应用的潜力。

这系统未来的发展计划是怎样?

这发明喜获「2017 TechConnect全球创新奖」,我们将继续研究系统的进一步应用范畴,包括 : 机械人结构、铁路、车辆制动系统、精密机械仪器、离岸平台、航海及航天工程、各类土木工程结构如桥樑和建筑物等。