基于SMA的多關(guān)節(jié)擺動式驅(qū)動器的研究.pdf

1、形狀記憶合金(SMA)是一種新型的智能材料，具有獨特的形狀記憶效應(yīng)，現(xiàn)在正被廣泛地開發(fā)應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動結(jié)構(gòu)中。鎳鈦基形狀記憶合金具有優(yōu)良的加工性和抗腐蝕性，很適用于海洋作業(yè)的水下機(jī)器人。研究形狀記憶合金驅(qū)動器在水下小型航行體中的應(yīng)用，能推動新型的水下機(jī)器人和形狀記憶合金應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。 本文設(shè)計了一種利用形狀記憶彈簧驅(qū)動的多關(guān)節(jié)擺動式驅(qū)動器，它的擺動運動方式能模擬某些海洋魚類的游動模式，非常適合用來制作小型的仿生魚航行體。本

2、論文的內(nèi)容就是圍繞著對這種驅(qū)動器的設(shè)計和研究而展開，論文的主要內(nèi)容有以下幾個方面： 1．本文首先介紹形狀記憶合金的材料屬性和形狀記憶合金驅(qū)動元件，分析了形狀記憶合金彈簧的驅(qū)動機(jī)理、驅(qū)動方式和影響形狀記憶合金彈簧動作響應(yīng)速度的因素，并研究了形狀記憶合金彈簧的力學(xué)特性。 2．本文結(jié)合海洋魚類的身體外形和游動模式，設(shè)計了多關(guān)節(jié)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)形式和運動形式；對驅(qū)動器模型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了理論計算分析，并利用有限元軟件 AMNSYS

3、 分析了驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)性能；通過分析得到了計算驅(qū)動器運動周期的方法，奠定了設(shè)計驅(qū)動器的基礎(chǔ)理論。 3．本文還根據(jù)驅(qū)動器的工作機(jī)理和運動特點，設(shè)計了驅(qū)動器的控制系統(tǒng)。結(jié)合控制理論、電子技術(shù)及自動化相關(guān)知識設(shè)計出控制驅(qū)動器的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了驅(qū)動器運動的自動控制。 4．最后，本文對兩關(guān)節(jié)驅(qū)動器進(jìn)行了試驗研究。通過實驗證明了驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)的可行性和有效性，并研究了某些技術(shù)難點，為進(jìn)一步提高驅(qū)動器性能打下了基礎(chǔ)