新型SMA驱动器设计与控制

介绍了一种新型SMA驱动器。该驱动器实际上是偏心内嵌有单程SMA丝的弹性硅胶棒。它集成了驱动单元和执行单元的功能，特别适于作为小型和微型机器人系统中的致动元件。以弹性棒变形理论为基础，研究了驱动器的机械和力学特性。最后，实现了基于SMA电阻反馈的变结构滑模控制策略探讨和实验研究。     

基于SMA的混合驱动器设计

设计一种SMA一电机并联混合直线驱动器,兼具SMA输出力大与电机位移控制精度高的综合优良性能,实现力与位置双重要求。依据驱动原理,采用3D软件设计该驱动器的结构,并建立其动力学模型,提出一种位置控制策略。通过Adams动力学仿真和Matlab／Simulink动力学与控制系统仿真,验证了该驱动器适用于大负载情况,并能实现位置的精确控制。     

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。     

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。     

新型SMA驱动器与仿生手研究

设计了一种基于多边形SMA驱动器的模块化欠驱动5指仿生手,整体质量260 g,每根手指可独立拆装和驱动控制.通过采用多段钢片和SMA丝串联并放的方式,提升了SMA丝有效长度,并通过内部的滑轮结构将驱动位移提高了1倍.建立了驱动电流与输出位移以及温度与驱动电压的数学模型,解决了驱动位移小、温度反馈控制实时性差的问题.实验...     

基于电阻反馈的SMA驱动器控制系统电路设计

SMA驱动器在航空航天上具有良好的应用前景.目前SMA驱动器的控制器多采用外部传感反馈方式,体积大,应用受限制.提出搭建基于SMA丝内部电阻反馈的嵌入式控制电路;利用传统PI对驱动器进行控制.实验结果表明,恒流源电桥法测SMA丝电阻可以得到足够的测量精度,采用PI的控制规律内部电阻反馈的方式可以实现高精度的控制.     

新型SMA纤维驱动器的结构、建模与仿真

介绍了一种新型的形状记忆合金 (SMA)纤维驱动器 ,这一驱动器由预压缩弹簧连接的若干圆盘构成 ,圆盘周围对称编织多根 SMA纤维。依靠 SMA纤维的相变回复力与压缩弹簧的弹力完成驱动器的往复动作。这一结构有效地克服了 SMA的主要缺点 :形变较小 ,使驱动器的力与位移之间的转换更加高效。还给出了一种仿真模型 ,可以评价一给定驱动器的特性 ,同时也可在给定驱动器的力、位移、速度等条件下决定该驱动器的几何结构。最后 ,对单个驱动器与差动排列的驱动器对的实验和仿真结果进行了分析     

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。     

SMA驱动变体机翼后缘精确控制研究

对基于形状记忆合金(SMA)驱动器的变体机翼后缘结构进行了设计分析与精确控制研究。经过详细准确的计算分析,确定了SMA的规格和布局方案,然后在CATIA软件中建立实体模型并通过数控加工得到变体机翼后缘模型;设计了基于数字信号处理(DSP)的测控系统,采用分段控制和PID控制相结合的控制策略,分别对变体机翼后缘第三旋转关节结构和整体结构的偏转进行了精确控制实验,结果表明偏转角度最大误差小于4%,响应时间小于6.7 s,初步实现了变体后缘偏转的精确控制。     

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。     

SMA柔性扭转驱动器的结构设计与优化研究

设计了一种基于柔性结构的SMA扭转驱动器,通过加热SMA丝收缩带动柔性结构变形从而实现驱动器的扭转输出。柔性结构在SMA丝拉力作用下的变形情况对驱动器的转角输出有很大的影响,为获得最大的输出转角,需对柔性结构的形状和SMA丝的作用点位置进行优化设计。采用三次B样条曲线描述柔性结构的形状,通过有限元法分析柔性结构的变形,并应用遗传算法进行柔性结构的形状优化和SMA丝作用点位置优化。实际算例表明,利用优化方法可快速有效地获得使SMA柔性扭转驱动器输出转角最大的柔性结构形状与SMA丝作用点位置。     

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。     

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。     

磁控形状记忆合金驱动特性及其在液压阀驱动器中的应用分析

磁控形状记忆合金（Magnetic shape memory alloy,MSMA）是近年来新兴的一种智能材料,兼具传统智能材料如压电和超磁致伸缩材料响应快以及温控形状记忆合金应变大的特点,非常适合作为高性能驱动元件。在分析MSMA变形机理的基础上推导出材料的本构方程,引入温度作为材料变形影响因素修正了模型,并改进现有方程在材料预压力不为零时无法准确描述其变形的不足。试验测试了MSMA材料的变形特性,并基于试验数据建立神经网络模型以模拟变形过程中应力、应变等参数的非线性耦合关系。试验结果表明,该材料的体积能量密度可达70 kJ/m³,而能量转换效率高达80%。以高速开关阀为例研究了MSMA驱动高性能液压阀时的输出特性,完成了阀的结构设计、驱动器磁路和阀的流场仿真。阀芯驱动系统动态分析结果表明,MSMA直接驱动液压阀芯系统频率可达200 Hz以上,动态响应时间为5 ms。     

基于有限段方法的SMA扭转驱动器柔性机构动力分析

柔性机构的动力学分析是柔性机构学研究的重要课题,柔性部件的变形对系统的安全性和可靠性有直接的影响。针对SMA柔性扭转驱动器的梁式柔性构件的特点,应用有限段的方法建立了其离散分析模型。充分利用ADAMS软件在多体系统动力学分析上的优势,应用ADAMS宏命令建立了SMA柔性扭转驱动器的有限段离散模型,将柔性机构的动力学问题转化为多刚体动力学问题,从而实现对柔性机构动态特性的分析。     

形状记忆合金在六足步行机器人中的应用

论文利用形状记忆合金（Shape Memory Alloys,简称SMA）作为驱动元件,并且通过单片机控制电流的通、断来控制其动作,设计制作出六足步行机器人,给出了这种机器人的具体设计、制作方案,包括该机器人的运动原理、设计要点、结构组成和控制方式.     

IR2110在电机驱动器设计中的应用

探讨了基于MOSFET驱动芯片IR2110的H桥式直流电机驱动问题,并在ATmega128处理器构建的控制平台上实现运动系统智能控制方法.驱动器设计为单极工作模式,输入单PWM信号使任意方向的导通和截止交替进行,完成电机的线性调速,并根据ATmegal28控制器接口,开发了对应的运动控制程序.设计中将逻辑预处理电路和功率驱动电路相结合,简化了控制信号接口,增强了系统安全性.实际应用表明设计方案结构简单、功耗低、动态性能好.     

压电驱动器在精密机械中的应用

介绍了压电驱动器的工作原理，特点及其位移性能。分别描述了压电驱动器在超精密测量，超精密定位，超精密加工及微型机械等方面的应用，并给出了具体的应用实例。     

单片机在直流无刷电机驱动器中的应用

本文介绍了应用单片机控制技术设计的小功率、无位置传感器直流无刷民机驱动器的控制原理,并给出了硬件结构图及软件设计说明。