一种形状记忆合金驱动的软体机器人的设计开题报告

1. 研究目的与意义

经过多年发展，各式各样的机器人在很多领域被广泛利用，但目前机器人大多是由金属等构成的刚体机器人。传统的刚体机器人虽然具有很高的运动精度，但在以下方面仍然存在不足：在复杂地形缺乏稳定性、灵活性和环境适应性；抓取易碎物体；在狭窄空间内的作业能力受限；输出体积比不高；运动控制上也较复杂。随着仿生学的发展，越来越多的仿生技术被应用到生活中，若借鉴仿生学的一些结构与理论，将软体生物(如大象的鼻子、章鱼触手等)的柔顺性、运动特点移植到机器人身上，则可以使机器人弥补刚体机器人的缺点。目前，软体机器人还在不断探索阶段，但其应用前景广泛。例如：在各种地震海啸等灾难中进行复杂地形的探索及搜救；在医疗手术中任意改变形状以方便医生的手术；在反恐及战争中对狭窄复杂地形进行情报收集等等。

但目前软体机器人的研究还处于发展阶段，关于软体机器人的结构设计与驱动控制还具有很广阔的研究空间。软体机器人目前存在运动效率低、可控性差、刚度低等特点，以上特点使软体机器人的应用被大大限制。因此提升软体机器人的可控性、运动效率及刚度是研究的重点。

2. 研究内容和预期目标

本次毕设以形状记忆合金弹簧驱动环形软体机器人为研究对象，针对形状记忆合金弹簧驱动器的变形机理、环形软体机器人的变形运动原理、环形软体机器人运动的动力学分析、环形软体机器人基于弯曲传感器信息的闭环运动控制等方面展开一系列研究工作。

主要任务包括：

1.形状记忆合金变形原理建模与实验；

3. 研究的方法与步骤

1. 理论力学基础知识；

2. 控制电路设计；

3. 机械结构设计及计算机辅助绘图软件；

4. 参考文献

[1] s. bauer, s. bauer-gogonea, i.graz, m. kaltenbrunner, c. keplinger, r. schwdiauer. 25th anniversary article:a soft future: from robots and sensor skin to energy harvesters. advancedmaterials. 26(1), 149-162, jan 2014.

[2] i. fumiya, c. laschi. softrobotics: challenges and perspectives. procedia computer science. 7, 99-102,2011.

[3] b. trimmer. soft robots.current biology. 23(15), r639-r641, 2013.

5. 计划与进度安排

1.2022-12-22～2022-2-10 查阅文献资料，进行文献综述，翻译英文文献；

2.20120-2-11～2022-3-17撰写开题报告，对系统所需硬件等进行选型；用solidworks对软体机器人进行设计；

3.2022-3-18～2022-4-10查阅相关资料，进行系统的设计；