SMA人工肌肉模块的热力学分析及力位特性研究

摘要

设计了一种SMA人工肌肉直线驱动模块,其具有能量密度高、带载能力强、无声操作、力位输出可控且具备自感知能力等一系列与肌肉极为相似的特性.依据电热驱动原理,通过COMSOL Multiphysics热力学仿真,分析了人工肌肉模块工作过程中的热传递情况及热积累现象.对人工肌肉模块进行了力位输出特性的探究,根据人工肌肉模块的组成特点,提出了一种力位混合控制策略.并将人工肌肉模块与该控制策略应用到单自由度的仿生脚踝中,验证了人工肌肉的驱动性能及力位混合控制策略实现力位分阶可控输出的可行性.