基于形状记忆合金的旋转式驱动器研究

对于以形状记忆合金元件为核心的驱动器的研究,主要集中在直线式和摆动式驱动器方面,涉及旋转式驱动器的较少。文章基于形状记忆合金的基本效应,建立了旋转式驱动器的功能结构模型,并分析了各功能环节的实现方式。在此基础上进行功能组合,提出了相应的实例模型。     

新型SMA驱动技术

概括了形状记忆合金的相变晶体和热力学特性,并在此基础上介绍了形状记忆合金驱动器的结构、原理、驱动、控制和应用。综述了当前形状记忆合金驱动技术研究中的若干热点。     

基于三缸曲柄滑块机构的SMA驱动器设计

以实例为模型分析了基于形状记忆合金驱动器的原理,以及各主要功能环节的实现方式。研究探讨了旋转驱动器的实现可能,并设计了基于三缸曲柄滑块机构的形状记忆合金旋转驱动器,拓宽了基于形状记忆合金驱动器的发展潜力和应用前景。     

基于热力学性能的形状记忆合金驱动器多目标优化

提出了一种可应用于微小型水下机器人摆动关节的形状记忆合金差动驱动方法及其实验装置。分析了形状记忆合金差动驱动的摆动关节运动机理;针对不同结构参数的形状记忆合金驱动器在不同驱动条件和外界环境下的热力学性能,对形状记忆合金驱动器的响应能力、驱动力及能耗展开实验研究和分析;采用多目标优化设计理论和算法,对形状记忆合金差动驱动器的综合热力学性能进行了优化,得到了满足使用条件的形状记忆合金驱动器最优结构参数和与之匹配的控制量。     

形状记忆合金增强弹性梁主动振动控制中的驱动器布局研究

以往对形状记忆合金结构振动控制的研究通常限于均匀对称外铺层SMA驱动器的情况，而对其他驱动器布局方式研究较少。本文通过理论分析和实验测试对SMA驱动器在复合材料主动控制中的布局进行研究，除了对振动抑制进行研究外，还对利用SMA驱动器对结构进行激励进行了探讨，最后指出了SMA驱动器在应用上存在的问题和相应的改进方法。     

形状记忆合金在驱动器上的应用研究

随着新技术的快速发展,形状记忆合金作为一种重要的智能材料在制造、医疗和航空航天等领域有着越来越广泛的应用。形状记忆合金易于实现驱动器微型化和自动化,有着传统驱动器不可比拟的性能优点。本文总结基于智能材料的驱动器,探讨NiTi形状记忆合金驱动器的制造和驱动触发等问题以及新的研究方向。     

形状记忆合金驱动器的研究现状及展望

形状记忆合金是一种新型智能材料,具有大的磁致应变、驱动迅速、驱动力大、能够精确控制等优点,有望成为新一代驱动与传感材料。主要类比了传统温控形状记忆合金和新型磁控形状记忆合金的区别,综述了它们的工作原理及在驱动器方面的应用,对它们在驱动器方面的研究进行了总结和展望。     

形状记忆合金旋转驱动器结构设计方法

形状记忆合金是一种高效的驱动器.当使用形状记忆合金以较大的驱动力和驱动行程进行双向驱动时,需要增加偏置机构来完成对称动作.使用弹簧等作为偏置机构时,需要有持续能源输入维持变形.为克服这种缺陷,利用形状记忆合金单程记忆效应,以链轮链条传动机构作为依托,提出一种基于应变约束条件的旋转驱动器的结构设计方法.结构中以形状记忆合金作为无需能量输入的偏置机构,实现在单程记忆效应下的大行程双向驱动,并可消除链轮链条传动间隙.根据这种结构的特征,给出结构几何参数的设计公式及输出转矩公式,通过试验的方法研究旋转驱动器中形状记忆合金在应变约束条件下的应力应变特征,给出驱动过程中存在的应变死区,修正转角设计函数.     

磁控形状记忆合金直线驱动器

介绍了磁控形状记忆合金在磁场作用下的形变机理，并测得在0．4T的磁场下其自由形变率可达3．6％。根据其变形机理，利用仿生学原理研制出了磁控形状记忆合金驱动器样机及其控制系统，实现了驱动器大的行程和往复运动，给出了相应的实验结果曲线。     

形状记忆合金驱动新技术的应用

叙述了利用形状记忆合金（简称ＳＭＡ）元件作为动力的ＳＭＡ驱动器的工作原理及结构形式，介绍了其在机器人轴承夹持器上的应用，指出了ＳＭＡ在机器人及其夹持器上的应用前景。     

基于SMA驱动的仿生无源负压吸盘研究

针对负压吸盘在爬壁机器人吸附装置应用中存在的不足,提出了一种单程形状记忆合金（SMA）弹簧驱动器驱动的仿生多腔无源负压吸盘．解决了现有负压吸盘吸附装置不易微小型化、功重比低的缺点。该吸盘基于仿生学原理,采用当前发展迅猛的仿生智能材料——形状记忆合金,并基于拓扑机构学原理进行多腔体智能吸附机构结构设计,为爬壁机器人的壁面吸附机构设计提供一种方法。     

应用形状记忆合金的太阳帆板的振动控制

以挠性航天器的太阳帆板为研究对象,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器太阳帆板的振动控制,同时在帆板上植入SMA丝形成驱动器,并采用经典线性最优控制算法控制SMA驱动器。仿真结果表明,这样的控制规律有效抑制了帆板的振动。     

基于形状记忆合金的太阳帆板的变结构控制

以挠性航天器的太阳帆板为研究对象,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器的太阳帆板的振动控制,同时在帆板上植入SMA丝形成驱动器,并采用经典线性最优控制算法控制SMA驱动器.仿真结果表明,这样的控制规律能有效地抑制帆板的振动.     

SMA丝驱动器恒载电热驱动实验研究

针对较粗SMA丝直接电热困难的问题,设计了给SMA丝缠绕漆包线的电热方法。该方法既可以大幅提高SMA丝的电热响应速率,同时由于省去一TSMA丝与驱动器其他部件连接时的绝缘保护措施,简化了结构,提高了驱动器的功重比,强化了SMA丝与驱动器部件的连接强度,提高了驱动器的驱动输出能力。电热升温测试和恒载热循环驱动实验结果表明,该方法是可行的。     

形状记忆合金智能结构的研究进展

形状记忆合金(SMA)以其形状记忆效应、伪弹性和高阻尼系数在工业界和医学领域得到了广泛的应用.本文分析了SMA材料的特性,综述了SMA器件及其在智能结构领域中的应用概况,分析了SMA驱动器存在的问题.     

SMA驱动器在微小型仿生机器鱼上的应用

形状记忆合金是近几十年来发展起来的一种新型的功能材料,它是智能结构中最先应用的一种驱动元件。文中介绍了基于形状记忆合金驱动的各种微小型机器人的研究现状。     

含SMA约束层的复合材料矩形板的阻尼能力分析

研究由形状记忆合(shape memory alloy，简写为SMA)SMA约束层、SMA纤维混杂叠层材料构成的复合材料矩形板的阻尼性能。采用多胞模型和细观力学阻尼分析方法，分别预测叠层复合材料单层的弹性性能和阻尼性能，在叠层材料中计入横向剪切变形的影响。在导出矩形板的应变能和耗散能的基础上，根据最大应变能理论建立板的模态阻尼比的数学表达式。数值结果表明，文中提出的含有SMA约束层的SMA纤维叠层复合材料的集成阻尼设计方法，是一种有效的阻尼增强方案。     

偏动式双程SMA驱动器工作机理与能量转换研究

研究了偏动式双程SMA驱动器的工作机理 ,建立了驱动器输出力、输出位移、负载与驱动元件弹性刚度和预变形之间的变量关系。基于热力学基本定律 ,给出了双程SMA驱动器工作过程中能量的周期性流动、转移和转化模型 ,指出双程SMA驱动器双程做功的能量都来源于SMA元件的相变弹性势能 ,能量的一部分用于来程做功 ,一部分在来程转移给偏置元件 ,用于回程时做工 ,还有一部分被释放掉。     

弯曲型内嵌式SMA驱动器的设计与优化

在直线型内嵌式形状记忆和合金驱动器(ESMAA)的研究基础上,提出了弯曲型ESMAA结构。该驱动器工艺简单,循环寿命更长,运行可靠性更高。通过温控方式可实现驱动器的往复可逆弯曲运动,对外稳定输出力和位移。本文建立了驱动器的变形理论,结合实验结果,对丝半径、丝的预变形量和棒半径进行了优化设计,得出了这一驱动器设计的规律性结论。     

SMA丝缠绕角对扭力驱动器驱动性能影响的试验研究

在智能结构的驱动系统研究中,形状记忆合金(SMA)以其独特的力学性能倍受关注。将含有预拉伸变形的SMA丝与薄壁圆管复合,能够构成具有扭转变形输出或转矩输出功能的驱动器,为飞行器翼面操纵系统等提供新的设计思路。在SMA扭力驱动器中,SMA丝的缠绕角是影响驱动器驱动能力的一个重要参数。针对缠绕角分别为40°、45°、55°、60°和75°的一组驱动器,采用试验手段,获得了自由状态、完全约束状态和弹性约束等三种状态下,上述驱动器的温度－缠绕角－扭转角(或转矩)等多组关系曲线,得到了当缠绕角为60°时,驱动器有最大扭转角和最大转矩的试验结果。研究结果对深入探索SMA扭力驱动器的力学模型和驱动器结构参数的优化具有重要的参考价值。