形状记忆合金柔性机械手指的研制探讨

摘要

随着科技发展，机械手应用越来越广泛，世界各国均开展了相关研究。一种基于温控型形状记忆合金研制的内嵌式驱动器，输出位移大，输出力－重量比高，驱动与控制简便，获得了广泛关注。
　　 本文以弯曲型内嵌式形状记忆合金驱动器样机的研制为出发点，在已有研究基础上，阐述了内嵌式形状记忆合金驱动器的原理、结构、分类与制作方法，提出了多种双丝结构平面弯曲内嵌式形状记忆合金驱动器的制作方法，并试制了样机。在分析现有空间弯曲内嵌式形状记忆合金驱动器结构基础上，提出了非粘合型结构，采用与形状记忆合金丝不粘合的双组份型硅橡胶制作弹性硅橡胶棒，进一步分析了该结构存在的问题，并通过结构设计加以克服。采用有限元分析软件ANSYS对平面与空间弯曲内嵌式形状记忆合金驱动器进行稳态温度分析，研究了多丝结构中形状记忆合金丝之间温度耦合关系，得出了新结构空间弯曲内嵌式形状记忆合金驱动器的设计参数。最后，设计了硅橡胶硫化模具，试制了非粘合型空间弯曲内嵌式形状记忆合金驱动器样机。试验表明，该样机能够实现空间的有效弯曲变形。