一种形状记忆合金丝驱动的微小型六足机器人

为解决有限空间中形状记忆合金（ＳＭＡ）丝驱动的转动关节臂输出角位移不足的问题,提出了两种方法：①减小关节的回转半径,用富余的输出力补偿输出角位移的不足;②在三维可用空间中布置ＳＭＡ丝,增大ＳＭＡ丝的长度,开发了一种ＳＭＡ丝驱动的六足步行机器人,机器人的肢体布局和结构符合仿生学原理,轮廓尺寸为２５ｍｍ＊２５ｍｍ＊２５ｍｍ。并介绍了一种实用该机器人静步态行走的控制策略。     

一种基于功/能转换效率最高原则的单程形状记忆合金驱动器设计方法

研究了单程形状记忆合金（ＳＭＡ）驱动器的工作机理，基于热力学基本定律建立了单程ＳＭＡ驱动器的功／能和热／能转换模型，分析了ＳＭＡ元件的性能对单程ＳＭＡ驱动器输出性能的影响，提出了一种基于功／能转换效率最高原则的单程ＳＭＡ驱动器设计方法，建立了单程ＳＭＡ驱动器的输出性能和ＳＭＡ元件的性能及驱动器初始状态之间的定量关系。     

一种正方体型管内仿生蠕动机器人

开发了一种微型形状记忆合金直线驱动器,驱动器可沿轴向主动收缩和舒张,并可承受一定径向力,产生弯曲变形．在此基础之上,开发了一种呈正方体型的2in(2×2．54cm)管内蠕动行走机构．该机构模仿腔肠动物的行走方式并采用独特的拐弯策略,可在管内向前后、左右、上下六个方向行走,可通过“L”型、“T”型管接头．     

仿生蠕动型机器人动力学分析与仿真

为提高蠕动型机器人的适应性和行走效率,根据腹足动物蠕动原理,设计了一种可应用于人体大动脉血管介入诊疗的新型蠕动式机器人,该机器人的摩擦力控制模块使固定相与移动相的体节单元与管壁之间具有不同的摩擦系数,从而提高了蠕动效率,使机器人运动更平稳,承载能力更强。描述了机器人的结构与行走原理,分析了机器人在大动脉流场环境中的受力,利用空间算子代数方法,建立了机器人动力学模型,通过试验验证了机器人行走原理,在此基础上进一步进行了任务仿真,测试了机器人在不同环境中的动力学性能。样机试验和仿真的结果表明这种仿腹足动物蠕动式机器人达到了预期目的,而建模和仿真的方法对于其他类型蠕动式机器人也具有借鉴意义。     

适用于力反馈数据手套的被动力觉驱动器

为了克服目前力反馈数据手套存在的安全性差、力再现范围小等不足,提出了一种磁流变液被动力觉驱动器实现方法.利用液体智能材料磁流变液在磁场作用下毫秒级时间内能连续、可逆地由牛顿流体状态转变为类似固体状态的特殊性能,设计了一种被动力觉驱动器;介绍了该驱动器的结构和实现原理,利用电磁场有限元分析方法分析了驱动器的电磁特性,在此基础上建立了驱动器的动力学模型,讨论了输出力的动态范围并进行初步实验验证.最后利用研制的驱动器原型构建了单手指力反馈数据手套并进行了初步实验.实验结果证明,基于磁流变液的被动力觉驱动器利用流体传递力,增加了输出力的稳定性,多旋转片结构使输出力增大2倍,并具有安全性好、力再现范围大等优点.     

压电式微驱动器的应用研究

在分析常用微驱动器的基础上,设计了一种压电式微驱动器,采用柔性铰链机构实现无机械摩擦、无间隙的高灵敏度微驱动,利用柔性铰链杠杆放大原理增加了叠层式压电陶瓷位移输出．满足了在激光测量系统中作为移相器的工作要求．文章对柔性铰链机构进行了理论分析,建立了数学模型,采用有限元分析方法优化了机构的结构参数．     

形状记忆合金丝驱动的仿生转动关节臂

提出了动物关节臂的力学模型,讨论了形状记忆合金（ＳＭＡ）和动物骨骼肌生物力学行为的相似性和力学性能的差异．基于仿生学的原理,研究了用ＳＭＡ丝驱动仿生转动关节的技术．研制了能实现ＳＭＡ感知功能的控制电路和ＳＭＡ丝驱动的仿生转动关节驱动器,并用该关节驱动器开发了一个两自由度的微型关节臂,该微型关节臂可用于微型步行机器人和人工假肢．     

一种适用于履带式小型机器人的双流转向传动机构

遥控小型机器人由于具有携带方便、适应性强、成本低廉等特点 ,正得到军事、公安、消防等领域的日益重视 ,为此设计了一种适用于履带运动机构的电动双流转向传动方案 ,经试验效果良好 .     

形状记忆合金机器人关节驱动器的控制系统

介绍一种用形状记忆合金（SMA）作机器人关节驱动器控制用的用片机主控制电路，外围电，加热电源系统，和单片机主控制系统由软件设计，该系统成本低廉，控制精度达0．3°（一个脉冲）。     

二维射流冲击形状记忆合金驱动器的瞬态传热

用数值和实验两种方法对射流冷却、加热形状记忆合金驱动器进行研究.控制方程采用守恒形式和标准二维不可压缩k-ε紊流模型,流体和固体的耦合边界上采用与形状记忆合金相关的动、静边界条件两种形式分别进行计算,并比较了两种边界条件下射流换热效果.分析了射流速度、射流周期对换热的影响,设计了一套交变射流的实验装置,并对射流加热和冷却形状记忆合金驱动器进行了实验研究.结果表明:静边界条件下形状记忆合金驱动器温度稍高于动边界条件;射流速度越大、射流周期越长,形状记忆合金温度和形变的波动范围也就越大;实验数据与数值计算的结果吻合较好.研究结果对于以形状记忆合金作为热驱动元件的设计具有一定的指导意义.     

埋入形状记忆合金丝的智能复合材料实验研究

对埋入形状记忆合金丝的玻璃纤维／环氧树脂试件进行单向拉伸，受限回复和自由回复的实验研究。结果表明；ＳＭＡ的丝的埋入能明显地提高试件的弹性模量和强度；由于形状记忆效应的存在与作用，温度变化时，ＳＭＡ丝可以有规律地改变复合材料结构的应力状态。因此，在复合材料中合理地布置ＳＭＡ丝不仅可以提高结构的承载能力，而且有助于防止或抑制损伤。     

形状记忆合金超弹性弹簧的设计

基于Ｌｉａｎｇ的模型＾〔２〕对形状记忆合金（ＳＭＡ）弹簧在超弹性范围内的本构关系进行了数值仿真,针对ＮｉＴｉ基合金进行了ＳＭＡ超弹性螺旋弹簧的设计。     

Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的机理分析

在相变过程中产生的热弹性马氏体所具有的晶体学可逆性和其形成过程中的自协作效应与取向效应是形状记忆合金产生形状记忆的根本原因，据此对Cu—Zn—A1形状记忆合金观测结果给出了解释．中还阐明了发生热弹性马氏体相变的驱动力来自母相与新相间的自由能差，热弹性马氏体的形状、大小可由相变时的过冷度控制．     

Fast Control of Negative Pressure Response of a Bio-inspired Suction Cup Actuated by Shape Memory Alloy

A bio-inspired suction cup actuated by drape memory alloy (SMA) for miniature wall climbing robots ls developed based on studying characteristics of biological suction apparatus. Some fast control strategies are introduced to improve negative pressure response. model of the suction cup is built,and simulation and experiments results indicate the effectiveness of the fast control strategies. The largest negative pressure of the suction cup can reach 14 000 Pa,and its generating and cancelling just need 5 s. Research results Indicate the suction cup can be used as an adhesion mechanism for miniature wall climbing robots.     

形状记忆合金在智能材料结构中的应用

介绍了智能材料结构的关键技术及形状记忆合金的主要特性,叙述了形状记忆合金在智能材料结构中的应用状况,并对形状记忆合金智能材料结构的发展前景进行了展望。     

形状记忆合金及其应用

形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料。本文对Ni-Ti基合金、Cu基合金和Fe基合金的分类、记忆机理、记忆性能以及它们在不同领域的应用进行了评述,并展望了其应用前景。     

Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体相变的热力学特征

本文阐明了Cu—Zn—Al形状记忆合金马氏体转变的热力学特征，从热力学角度分析了Cu—Zn—Al记忆合金在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制，给出了控制Cu—Zn—Al记忆合金马氏体相变的方法．