不同结构内嵌式记忆合金电机形变模型与性能研究

将形状记忆合金（SMA）丝嵌入弹性棒构成内嵌式形状记忆合金电机（ESMAA），可实现偏动元件与致动元件、驱动单元与执行单元的高度集成，从根本上解决形状记忆合金电机（SMAA）结构与功能的不足。按SMA丝嵌入硅胶棒的方式不同，ESMAA可分为端部连接型、直线型与弯曲型三类。本文详细研究了三类电机的运行原理与分析模型，并就样机研制工艺、运行性能等进行全面比较研究。研究表明，SMA丝材采用NiTi合金，端部连接型棒材为双组份胶，直线型棒材为单组份401，弯曲型棒材为单组份515；弯曲型和直线型比端部连接型ESMAA的集成度更高，更有利于发挥ESMAA的优势；直线型ESMAA中，SMA丝偏心嵌入硅胶棒，丝的定位精度受工艺影响较大，而弯曲型ESMAA中，丝与棒的同心度对电机最大曲率的影响较小；输出相同弯曲曲率时，弯曲型ESMAA中丝的预变形小，电机循环寿命长，适合于多台组合构成拟人机械手指。