基于SMA仿人机械手的大拇指系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。适应工业需要。

针对机械手驱动设备目前国内外已经有很多用处，主要分为气压驱动和电机驱动。气压驱动空气压缩性 大，工作平稳性差能，速度控制困难，要达到准确地位置控制却是相当困难的，压缩空气去水也是相当困难的。电机驱动体积大，重量重，不方便等原因让我们想到了运用记忆合金驱动方式。使用形状记忆合金克服了这些缺点,有望作为机械手指应用于机器人系统。

形状记忆合金具有形状记忆效应，以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。形状记忆合金之所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。形状记忆合金由于具有许多优异的性体积小，控制平稳，声音小，效率高，弯曲量大，塑性高。因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.调研收集分析有关资料，了解拟人机械手指和形状记忆合金驱动的原理；

2.设计形状记忆合金驱动大拇指关节的结构；

3. 研究计划与安排

第1－4周：完成调研收集分析有关资料，了解拟人机械手大拇指和形状记忆合金驱动的原理。提出设计思路和内容，确定方案，完成开题报告。

第5－6周：设计形状记忆合金驱动大拇指关节的结构；

第7－8周：设计拟人机械大拇指的变刚度结构并进行结构的优化设计；

4. 参考文献（12篇以上）

·[1]应申舜，基于形状记忆合金弹簧阵列的人工肌肉设计与研究，中国机械工程，第19卷15期，2008.8

·[2]应申舜，基于人工肌肉的机器人驱动关节设计与研究，机器人，第30卷，第2期， 2008.3

·[3]何平，形状记忆合金驱动结构设计及控制研究, 硕士论文，2011.12