基于SMA弹簧紧凑型柔性电机的设计与研制

摘要

介绍了一种基于SMA弹簧的紧凑型柔性电机结构。三只SMA弹簧偏心嵌入室温硫化的双组分硅胶棒中,弹簧与丝除在端部通过两个固定片连接外,其他部分可自由地相对运动。通过占空比可调的电流脉冲加热SMA弹簧,控制其收缩变形,可实现电机的柔性空间运行。这一低功耗、高功率重量比、可直接驱动的紧凑型柔性电机,可望在拟人机械手及其他微小型机器人系统中得到实用。本文分析了弹性棒在集中与分布载荷作用下的形变理论,对硅胶棒与SMA弹簧的关键参数进行了研究并详细推导了二者的设计过程。最后,进行了样机研制的工艺探讨并制作了样机,对样机进行的实验研究,验证了设计电机的性能。