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。     

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     

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。     

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。     

形状记忆合金双程弯曲驱动器的设计及试验

为解决变体机翼中蒙皮大变形与承载力之间的矛盾,同时满足光顺性及疲劳寿命的要求,提出了一种以形状记忆合金板为驱动元件的双程弯曲驱动器.基于形状记忆效应及材料力学弯曲理论,通过对驱动器变形过程中的力学特性进行分析,推导出双程弯曲驱动器的设计理论,再利用热成形法与反变形训练法制备出驱动器样件并进行了变形性能测试.研究结果表明...     

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.     

探究SMA丝束驱动器在变体飞行器中的应用

改变机翼厚度可以提高飞行器在不同飞行条件下的升力系数,并降低一定阻力。本文提出了一种新型SMA丝束驱动器,该驱动器利用聚四氟乙烯管和橡胶管将多根SMA丝组成束状驱动器,可以输出较大的驱动力和驱动位移,利用传动机构,实现机翼的厚度调节。同时,本文对变厚度机翼进行了受力分析,提出了SMA丝直径的计算方法,为机构设计提供了理论参考。     

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。     

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。     

形状记忆合金控制转子振动的稳定性研究

研究利用形状记忆合金的超弹性和挤压油膜阻尼器控制转子振动,利用形状记忆合金在弹性状态下的应用力－应变曲线,建立了新的系统振动方程,运用非线性理论和运动稳定性理论研究转子在形状记忆合金控制下的振动状态,讨论了系统的稳定性条件,获得系统发生分岔时系统参数之间的关系,并提出了通过改变参数来提高系统稳定性和抑制振幅的方法,最后通过仿真验证了改进后的系统振动抑制效果,仿真结果表明,改进后系统振幅降为改进前的２０％－３０％。     

形状记忆合金驱动器驱动方式研究

七文阐述了 Ｓ Ｍ Ａ 驱动器的驱动原理,分析了 Ｓ Ｍ Ａ 的性能和不同驱动方式对 Ｓ Ｍ Ａ 驱动器输出性能的影响。文章认为, Ｓ Ｍ Ａ 的相变温度范围越小,高低温时性能相差越大, Ｓ Ｍ Ａ 双程驱动器的输出性能越好;差动式 Ｓ Ｍ Ａ 双程驱动器与偏动式 Ｓ Ｍ Ａ 双程驱动器相比,前者更容易获得较大的输出力和输出位移,但后者较容易控制,响应速度较快。     

用于柔性机械手的形状记忆合金驱动器滑模控制研究

提出了一种新型结构形式的形状记忆合金驱动器——内嵌式形状记忆合金驱动器。该驱动器将U形回复形状记忆合金丝嵌入弹性硅胶棒内，通过温控方式实现驱动器的往复可逆弯曲运动，对外稳定输出力和位移。研究了驱动器运行机理，探讨了基于形状记忆合金电阻反馈的变结构滑模控制策略，进行了仿真和实验研究。     

仿医蛭微机器人中SMA的布局及与偏置弹簧匹配的研究

为使仿医蛭管内微机器人在管内爬行时不产生振动 ,在研究其致动机理和振动特性的基础上 ,提出了该机器人弹性足中SMA的最佳布局方式及收缩部件中SMA与偏置弹簧倔强系数之间的最佳匹配关系 ,为此类微机器人的设计奠定了基础     

Active Vibration Control of SMA Actuated Structures using Fast Output Sampling Based Sliding Mode Control

Abstract

Fast Output Sampling (FOS) based discrete sliding mode control is designed for Shape Memory Alloy (SMA) actuated structures to suppress the structural vibration. For the design of discrete sliding mode control the reaching law, method proposed by W. Gao is used. The simulation results demonstrate the performance of the controller. The proposed control technique achieves good vibration suppression. This methodology is more practical and easier to implement, since the measurement or estimation of the system states is not needed for designing the controller.     

狭窄空间内微小摄像头位姿调整并联机构的研究

提出了一种新型的并联机构———三自由度 3 CSR并联机构 ,建立了其模型 ,讨论了运动学位姿正反解的求解方法和摄像头的运动空间 ,制作了用形状记忆合金弹簧驱动的并联机构样机 ,实验证明这种并联机构能在狭窄空间内灵活地调整摄像头的位姿     

SMA微夹钳的研究

SMA(形状记忆合金)是本世纪六十年代出现的一种功能材料,具有广阔的应用前景。目前,SMA主要用作工程材料,如管接头、工程弹簧等。本文试图利用SMA的形状记忆特性,制作微小的功能夹持器,用于微机械零部件的装配中;并从马氏体热弹性变形出发,对这种SMA微夹钳的设计原理、动力学特性、变位量的可控性及其与温度的关系进行了深入的研究。在文章最后,讨论了SMA微夹钳工作过程中的能量转化关系。