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形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形研究
  • ISSN号:1002-0470
  • 期刊名称:《高技术通讯》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:上海交通大学机器人研究所,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金(51475300)资助项目.
中文摘要:

建立了可作为软体机器人中的形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形模型,获得了模型的待定参数A1、A2、A3、B1、B2、B3,并对该模型进行了实验验证。首先基于Clau—sius—Clapeyron方程和泰勒展开式,使用待定参数法建立了SMA弹簧的变形模型,描述了SMA弹簧的变形量、负载和温度之间的非线性关系;然后根据热平衡方程建立了电加热情况下的SMA弹簧温度变化模型,并获得了加热时间与弹簧温度的关系曲线;继而进行了零负载状态下的变形实验,根据实验结果计算出变形模型中的待定参数;最后通过定长通电驱动和定载荷通电驱动实验,验证了模型的正确性。所建模型能够为软体机器人中的SMA弹簧驱动器的控制方案建立提供参考。

英文摘要:

A deforming model of shape memory alloy (SMA) spring actuators applicable to soft robots was built with its undetermined parameters of A1, A2, A3, B1, B2 and B3 being obtained, and some experiments were performed to verify the model. Firstly, the undetermined parameter method was used to build a deforming model of SMA springs based on the Clausius-Clapeyron equation and Taylor expansion, and the nonlinear relations among SMA springs' deformation, load and temperature were described. Secondly, based on the heat balance equation, a temperature changing model of SMA springs under electric heating was built, and a curve was shown to describe the relationship between the heating time and the spring temperature. Thirdly, the deforming experiment was performed in the condition that spring is free. Lastly, the models' validity was verified through specified load experiments and specified deformation experiments. The established models were proved to be referential for building the controlling system of soft robots.

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期刊信息
  • 《高技术通讯》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国科学科技部
  • 主办单位:中国科学技术信息研究所
  • 主编:赵志耘
  • 地址:北京市三里河路54号
  • 邮编:100045
  • 邮箱:hitech@istic.ac.cn
  • 电话:010-68514060 68598272
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0470
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2770/N
  • 邮发代号:82-516
  • 获奖情况:
  • 《中国科学引文数据》刊源,《中国科技论文统计与分析》刊源
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:12178