与常规的把电磁用作运动来源的马达不同,NanoMuscle 马达用形状记忆合金来产生运动。形状记忆合金是在五十年代发展出的一种材料,当将电流传给制成微小线状形状的记忆合金时,这些微小的记忆合金能够产生运动。

这些线状物表现像 “行动迟缓” 的橡皮圈。 在初始状态,他们能够被很少的力量拉长,就如同用手拉伸开一个橡皮圈。 然而,当移走外部力量时, 不像橡皮圈一样,线状形状记忆合金不会回到他们的原始长度。 取而代之,他们保持拉长状态直到把电流传给他们——接着他们回到其原始长度。

在一根线状形状记忆合金上,通过精心地控制电流,收缩的速度 (返回原始长度) 能够被控制,亦可回到其最后位置。换句话说,线状形状记忆合金能够以任何中间长度精确停止而不需要回到它的原始长度。

NanoMuscle 马达与电磁马达比较,具有体积小、价廉、安静等优点。

体积小

形状记忆合金的能量密度超过人类肌肉 1000 倍,超过电磁马达 4000 倍。因此形状记忆合金可制成很小体积但有力的装置。

与电磁马达不同,NanoMuscle 马达的力量输出不倚赖于速度。这意味着 NanoMuscle 马达能够不使用齿轮组而减少系统尺寸、复杂性和费用。

　　电磁马达产生旋转运动,可是超过百分之六十的小马达应用需要线性运动。这使得系统设计者必需开发像螺状齿轮、齿条和小齿轮那样的复杂机构系统将旋转运动转换成线性运动。然而,NanoMuscle 马达直接产生线性运动可避免复杂的机构设计,进一步减少产品尺寸和设计的时间。

价廉

　　因为 NanoMuscle 马达不需要额外组件,例如将旋转运动转换成线性运动的齿轮组和复杂的机构系统,相较于同样能力的电磁马达,NanoMuscle 马达的制造成本只是电磁马达的一小部分。

安静

　　电磁马达在运作期间产生电气噪音,并且其齿轮组产生听觉噪音。相对地,NanoMuscle 是平顺的,如同肌肉般运动完全摆脱电气噪音和听觉噪音。

尽管具有体积小、价廉、安静的优点,由于材料固有的一些限制,形状记忆合金很少被应用在商业用途。形状记忆合金的传动装置的常有问题有响应慢、位移小、寿命短、退化和费电。NanoMuscle 花费了三年的时间和数百万美金终于开发出形状记忆合金传动装置,并解决了常有的问题。NanoMuscle 马达以完全摆脱这些问题。 

快速的响应

以往测量被伸展的线状形状记忆合金恢复到原始长度的时间是以分钟为单位。而NanoMuscle 马达能够在一秒钟返复数次,这足以满足许多应用。

长冲程

　　线状形状记忆合金的延伸和收缩远比橡皮圈小得多。一个橡皮圈能够延伸至它的原始长度10%到 20%,而线状形状记忆合金至多只能够增加 4%。现今世界要将直径五十微米十公分长的线状形状记忆合金加工是相当不容易的工作。 然而,一个 NanoMuscle 马达整合此种线状形状记忆合金能够利用它的长度的 13% 收缩,并且创造出特有包装以利使用。

使用寿命长

　　形状记忆合金在工作数百个周期后便会损坏。而 NanoMuscle 马达能够连续不断数百万周期。 此外 NanoMuscle 马达分许多产品等级以允许设计者对他们的应用和预算与使用寿命相匹配。

NanoMuscle 马达在他们的整个使用寿命内,将一贯地彻底伸展和收缩的运动。

可重复

　　在历经许多伸展和收缩的周期后,线状形状记忆合金伸展会变型和动作变得松散。在以后周期中,变型造成的动作松散无法使预期的机构设计正常运作。 NanoMuscle 的专利已克服这个问题,使其马达在每一个周期伸展和收缩在设计者预期的地址。

低功耗

　　在相同的功耗下,很难找到一个形状记忆合金驱动器的力输出相当于 NanoMuscle 马达。 形状记忆合金驱动器的高功耗很难被应用在电池驱动和便携式装置上。NanoMuscle 马达仅仅消耗几百毫安特别适合使用在电池驱动装置和便携式产品上。事实上,NanoMuscle 马达的效能是同尺寸直流马达的2倍到5倍。

NanoMuscle 界面

　　由于市场竞争压力,需要越来越短的开发周期。 所以系统设计者在寻求整合和布署起来容易的运动方案。为了满足这个需要,NanoMuscle 提供一些不同界面使 NanoMuscle 马达和主系统容易连接。

　　现代消费装置通常由嵌入的微处理器控制。为了使这些微处理器产生运动,他们必须透过某种界面连接一个马达。 因为电磁马达消耗大电流且会产生突波,不合适直接连接微处理器。此外,微处理器将需要某种回馈,好让微处理器知道什么时候关闭这个马达。例如,在光驱中用来退出光盘片的马达需要某种限停侦测。

　　NanoMuscle 数字界面 ( DI ) 嵌入 NanoMuscle 马达里面,不需增加任何外部装置,便可以直接连接微处理器并提供控制和状况的回馈。相较于电磁马达,NanoMuscle 的高度整合产品具有费用低、体积小、在较少时间能够加入数字系统中等优点。

　　NanoMuscle 数字界面也减轻了系统设计者需要知道关于形状记忆合金的电气操作特性的负担。此界面将自动地调整动力水准以产生被要求的运动,进而优化电力消耗、速度和使用寿命。

　　数字界面有完整限停侦测功能,当彻底伸展或者彻底收缩时,NanoMuscle 马达能够发信号给控制微处理器。 对于那些使用没有这些信号的马达,系统设计者必须设计极限开关到机构里,并负担多占的空间、预算和设计时间。

　　NanoMuscle 数字界面采取高密度可挠性电路连接器以降低使用者的成本。

　　因为有一些制造系统无法与可挠性电路连接器相连接或者不需要整合控制的应用,NanoMuscle 马达亦提供单纯拉线架构 ( LW )。

NanoMuscle 传动装置

　　NanoMuscle 马达和 NanoMuscle 界面结合而成的完整运动系统叫作 NanoMuscle 传动装置。 这种紧密整合的传动装置有许多优点,例如,整合数字界面的 NanoMuscle 马达比可替代的马达（需要线性-旋转转换器、齿轮组、限停侦测和 H 桥线路）费用和体积都减小很多。它将在不久的将来在部分系统中取代传统电磁马达。