23、基于形状记忆合金的软体柔性弯曲机构研究

基于形状记忆合金的软体柔性弯曲机构研究

1. 驱动方法选择

在众多驱动方法中，经过筛选，形状记忆合金（SMA）驱动被认为是最适合本应用的方法。以下是各种驱动方法的优缺点对比：
| 驱动方法 | 优点 | 缺点 |
| — | — | — |
| 形状记忆合金（SMA） | 高工作密度、高力/质量比、直接电激活力产生和变形、安静、体积小、重量轻、机械结构简单 | 驱动时间长、去驱动依赖对流散热、效率较低、行程长度百分比小、响应慢 |
| 气动驱动 | 以最小能耗保持力/扭矩、精确控制、高功率密度、操作快速、低散热 | 可能因气压破裂、设备笨重导致便携性低、需气密、需空气管线、压力泵或储水箱 |
| 电动机 | 无需空气管线、压力泵或储水箱、易通过电子单元测量和控制、响应快 | 因电加热功耗大、结构复杂、体积大 |
| 热致动器（热双金属片） | 产生大位移 | 因电加热功耗大、响应慢 |
| 压电致动器 | 高带宽、低重量、机械结构简单、能产生精确精细动作、可传感转换 | 需要高电压产生显著力或位移、通常与电动机配合使用、易碎、应变/行程百分比小 |

2. 材料与方法

2.1 形状记忆合金

• 材料来源 ：用于制造触手的SMA线购自美国加利福尼亚的Dynalloy公司。
• 选择标准 ：根据线的尺寸和转变温度进行选择。选择转变温度为70°C的SMA线，而非90°C的，尽管高温线冷却速度更快，但较低的转变温度可减少触手的加热/驱动时间，同时避免弹性材料频繁暴露于高温而受损。