基于SMA的多關(guān)節(jié)擺動(dòng)式驅(qū)動(dòng)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(dú)特的形狀記憶效應(yīng)，現(xiàn)在正被廣泛地開(kāi)發(fā)應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)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(dòng)器在水下小型航行體中的應(yīng)用，能推動(dòng)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(jì)了一種利用形狀記憶彈簧驅(qū)動(dòng)的多關(guān)節(jié)擺動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器，它的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式能模擬某些海洋魚(yú)類的游動(dòng)模式，非常適合用來(lái)制作小型的仿生魚(yú)航行體。本

2、論文的內(nèi)容就是圍繞著對(duì)這種驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)和研究而展開(kāi)，論文的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)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(dòng)元件，分析了形狀記憶合金彈簧的驅(qū)動(dòng)機(jī)理、驅(qū)動(dòng)方式和影響形狀記憶合金彈簧動(dòng)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(yú)類的身體外形和游動(dòng)模式，設(shè)計(jì)了多關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)形式；對(duì)驅(qū)動(dòng)器模型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了理論計(jì)算分析，并利用有限元軟件 AMNSYS

3、 分析了驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)性能；通過(guò)分析得到了計(jì)算驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)周期的方法，奠定了設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)理論。 3．本文還根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的工作機(jī)理和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)器的控制系統(tǒng)。結(jié)合控制理論、電子技術(shù)及自動(dòng)化相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出控制驅(qū)動(dòng)器的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制。 4．最后，本文對(duì)兩關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，為進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)器性能打下了基礎(chǔ)