第４ ６ 卷第１４ 期２ ０ ｌ ０ 年７ 月机械工程学报Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ ＦＭ Ｅ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ ＩＣ Ａ ＬＥ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ ｒ Ｎ ＧＶ ｂ ｌ． ４ ６Ｎ Ｏ ． １４Ｊｕ ｌ．２０ １ＯＤ ｏ Ｉ： ｌＯ ． ３９ ０ ｌ／ＪＭ 【Ｅ ． ２０ １０ ． １４ ． ０ ９ ｌ形状记忆合金旋转驱动器结构设计方法于东１（ １． 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨１５０ ０ ０ ｌ；张博明２金龙学３梁军４ 王晓宏４２． 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京１０ ０ １９ ｌ；３． 哈尔滨市计量检定测试院哈尔滨１５０ ０ ０ １；４ ． 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨１５０ ０ ０ １）摘要： 形状记忆合金是一种高效的驱动器。 当使用形状记忆合金以较大的驱动力和驱动行程进行双向驱动时， 需要增加偏置机构来完成对称动作。 使用弹簧等作为偏置机构时， 需要有持续能源输入维持变形。 为克服这种缺陷， 利用形状记...

　　第４ ６ 卷第１４ 期２ ０ ｌ ０ 年７ 月机械工程学报Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ ＦＭ Ｅ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ ＩＣ Ａ ＬＥ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ ｒ Ｎ ＧＶ ｂ ｌ． ４ ６Ｎ Ｏ ． １４Ｊｕ ｌ．２０ １ＯＤ ｏ Ｉ： ｌＯ ． ３９ ０ ｌ／ＪＭ 【Ｅ ． ２０ １０ ． １４ ． ０ ９ ｌ形状记忆合金旋转驱动器结构设计方法于东１（ １． 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨１５０ ０ ０ ｌ；张博明２金龙学３梁军４ 王晓宏４２． 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京１０ ０ １９ ｌ；３． 哈尔滨市计量检定测试院哈尔滨１５０ ０ ０ １；４ ． 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨１５０ ０ ０ １）摘要： 形状记忆合金是一种高效的驱动器。 当使用形状记忆合金以较大的驱动力和驱动行程进行双向驱动时， 需要增加偏置机构来完成对称动作。 使用弹簧等作为偏置机构时， 需要有持续能源输入维持变形。 为克服这种缺陷， 利用形状记忆合金单程记忆效应， 以链轮链条传动机构作为依托， 提出一种基于应变约束条件的旋转驱动器的结构设计方法。 结构中以形状记忆合金作为无需能量输入的偏置机构， 实现在单程记忆效应下的大行程双向驱动， 并可消除链轮链条传动问隙。 根据这种结构的特征， 给出结构几何参数的设计公式及输出转矩公式， 通过试验的方法研究旋转驱动器中形状记忆合金在应变约束条件下的应力应变特征， 给出驱动过程中存在的应变死区， 修正转角设计函数。关键词： 形状记忆合金形状记忆效应链条结构设计中图分类号： Ｔ Ｂ ３８ １Ｓ ｔｒ ｕ ｃ ｔｕ ｒ ａ ｌＤ ｅ ｓｉｇ ｎＭ ｅ ｔｈ ｏ ｄｏ ｆＲ ｏ ｔａ ｔｉｏ ｎ Ｇ ｅ ａ ｒＡ ｃ ｔｕ ａ ｔｅ ｄｂ ｙＳ ｈ ａ ｐ ｅＭ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙＡ ｌｌｏ ｙ ｓＹ ＵＤ ｏ ｎ ９ １Ｚ Ｈ Ａ Ｎ ＧＢ ｏ Ｉｌｌｉｎ ９ ２ＪＩＮＬ ｏ ｎ ｇ ）【ｕ ｅ ３Ｌ Ｉ Ａ Ｎ ＧＪｕ ｎ ４ Ｗ Ａ Ｎ ＧＸ ｉａ ｏ ｈ ｏ ｎ ９ ４（ １． Ｓ ｃｈ ｏ ｏ ｌｏ ｆ Ｅ ｌｅ ｃ 仃ｏ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｃ ａ ｌＥ ｎｇ ｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｈ 曲ｉｎＩｎ ｓｔｉｔｕ ｔｅｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｌｌＩｌｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉｎ １５０ ０ １；２． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ａ ｔｅ ｒ ｉａ ｌｓＳ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄＥ ｎ ｇ ｉｎ ｅ嘶ｎ ｇ ， Ｂ ｅｉｈ 锄ｇＵ ｎ ｉＶ ｅｒｓｉ够， Ｂ ｅｉｊｉｎ ｇ１０ ０ １９ １；３． Ｈ ａ ｒ ｂ ｉｎｃｏ ｍ ｐ ｕ 训ｏ ｎ 心ｓａ ｙａ ｎ ｄＴ ｅ ｓｔ Ｏ 伍ｃ ｅｏ ｆ Ｈ ｅｉｌｏ 蛔ｉａ ｎ ｇＰ ｒ ０ Ｖ ｉｎ ｃ ｅ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉｎ １５０ ０ ０ ｌ；４ ． Ｃ ｅ ｎ ｔｅ ｒｆ ｏ ｒＣ ｏ ｎ ｌｐ ｏ ｓｉｔｅＭ ａ ｔｅｒｉａ ｌｓａ ｎ ｄＳ ｔｌｌｌｃｔｕ ｒ ｅ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉｎＩｎ ｓｔｉｔｕ ｔｅ ｏ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉｎｌ ５０ ０ ０１）Ａ ｂｓｔｌｒａ ｃｔ： Ｓ ｈ 印ｅｍ 锄ｏ ｒｙａ ｌｌｏ ｙ ｓ（ ｓＭ Ａ ）ａ ｒ ｅ ｈ ｉ曲ｌｙｔｉｖｅｔ呲。 璐． ｗ ｈ ｅｎ ｓｈ ａ ｐ ｃｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙ ａ ｌｌｏ ｙ ｓａ ｒ ｅ １ｌｓｅ ｄ ｔｏ 坞ａ ｌｉｚ ｅａ 铆ｏ － ｗ ａ ｙ∽删ｏｎｗ ｉ也ａｌ鹕ｅ捌Ｖ ｉｎ ｇｆ ． ｏ ｒｃｅａ ｎ ｄａｌｏ ｎ ｇｄ ｒ ｉＶ ｉｎ ｇ 蛐ｒ ｏ ｋ ｅ ， ａｂ ｉａ ｓｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｌｌｉｓｍｓｈ ｏ ｕ ｌｄｂ ｅ ａ ｄ ｄ ｅ ｄｔｏ ｆ ｉｎ ｉｓ矗ｔｌｌｅｓ）， ｌｍ ｎ ｅｔｒ ｉｃａ ｌｍ ｏｖ锄ｅｎｔ．Ｗ ｈ 即ａｓｐ ｒ ｉｎ ｇｉｓ ｌｌｓｅ ｄ 弱ａｂ ｉ鹪ｍ ｅｃｈ 锄ｉｓｍ ， ｃｏ ｎ ｔｉｎ ｕ ｏ Ｉｌｓｅｒｇ ｙ ｉ印ｕ ｔｉｓ ｒｅｑ ｕ ｉｒ酣ｔｏ ｋ ｅ印也ｅｄ ｅｆ ｏ ｍ 谢． Ｔ ｏ ０ ｖ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｅ 也ｉｓｓｂｏｒｔｃ砌ｎｇ， ａ咖ｔｕｍ ｌ ｄ ｅｓｉｇ ｎ加劬ｏ ｄｏ ｆｒｏ 枷０ｎｇ ｅ盯ａ ｃｔＩｌ砷ｏ ｄ ｂ ｙ ｓｈ ａ ｐ ｅｍ ｅ ｍ ｏ 叮ａ ｌｌｏ ｙ ｓｂ ａ ｓｅ ｄ ｏ ｎ ｃｏ ｎ 蛐阻ｉＩｌｔ ｃ ｃ ｍ ｄ ｉｔｉｏ ｎｏ ｆｓ仃ａ ｉｎ ｉｓｐ ｕ ｔｆ ０１ｗ 耐． １１ｈ ｅ ｓ廿ｕ ｃｍ ｒ ｅ ｉｓ ｎ 乩ｌｉｚｅｄｂｙ ｓｐ ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔｆ 醅ｄ 锄ｄ０ｎｅ一啪ｙ ｓｈ 印ｅｍ ｅ ｎ ｌｏ ｒ ｙｅ仃ｃｃｔ ａ ｎ ｄａ柳。 一啪ｙａ ｃ饥ａ ｔｉｏ ｎ ｉｓ ｆ ｈ ｌｉｓｈ ｃ ｄｂｙｔｈ ｃｂ ｉａ ｓ珊ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｓｍｍ ａ ｄ ｅ 叩ｏ ｆｓｈ ａ ｐ ｅｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙ ａ ｌｌｏ ｙｉｔｓｅ ｌ￡ Ｓ ｐ ａ ｃ ｅｏ ｆｓｐ ｍ ｃ ｋ ｅ ｔｄ ｒ ｉｖ ｅｃ 彻ｂ ｅｅ ｍ ｓｅ ｄｂ ｙｔｌｌｅ ｃ ｏ ｎ 仃ａ ｃ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆＳ Ｍ Ａ ． Ａ ｃｃｏ ｒ ｄ ｉｎ ｇｔ０ Ⅱ ｌｅ ｆ ｅａ ｔｌｌｒｅ ｏ ｆｍ ｉｓｓｔｒＩｌｃｔＩｌ坞， ｔｈ ｅｆ ｏ ｒ ｎ ｌｕ ｌ勰ｏ ｆｇ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔｒ ｉｃｐ啪ｍ ｅｔｅＩｄ 懿ｉｇ ｎ卸【ｄ ｔｏ ｒ ｑ ｕ ｅａ ｒ ｅｇ ｉｖ 钮． Ｕ ｎ ｄ ｅｒ也ｅｃ ｏ ｎ ｓ仃ａ ｉｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉｔｉｏ ｎｏ ｆｓｔｍ ， ｒｅｌａｔｉｏｂｅｔｗ ｅｅｎｓ鼯ｓ锄ｄｓ仃ａ ｉｎ ｏ ｆｓｂ ａ ｐ ｅｍ ｅ ｌＩｌｏ ｒ ｙ ａ ｌｌｏ ｙ ｓａ ｒ ｅ ｓｔＩｌｄ ｉｅｄｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉｍ ｅ ｍ ． Ａｓ订ａ ｉｎ ｄ ｅ ａ ｄｚ ｏ ｎ ｅ ｅ ｘ ｉｓｔｉｎ ｇｄ ｌｌｒ ｉｎ ｇ也ｅａ ｃｔＩＩａ ｔｉｏ ｎ ｉｓ舀ｖ 钮锄ｄ 锄锄ｇ ｌｅｄ ｅｓｉ印ｆＩｌｎｃｔｉｏ ｎｉｓｃｏ ｒｒｃ： ｃｔｅｄ ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： Ｓ ｈ ａ ｐ ｅｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙａ ｌｌｏ ｙ ｓ（ Ｓ Ｍ ｓｈ ａ ｐ ｅ蛳ｍ ｏ ｒｙｅ仃ｅｃｔＣ ｈ ａ ｉｎ Ｓ ｔｌｌｌ曲ｎＩｄ ｅｓｉ印Ｏ 前言从发现形状记忆效应至今， 形状记忆合金２０ ０ ９ ０ ７ ２９ 收到初稿， ２０ ｌｏ ｏ ｌ０ ４ 收到修改稿（ Ｓ ｈ ａ ｐ ｅｍ ｅ ｍ ｏ ｒ ｙ ａ ｌｌｏ ｙ ， Ｓ Ｍ Ａ ）已经广泛应用于航空航天、 微电子机械系统（ Ｍ ｉｃ ｒ ｏ ｅ ｌｅ ｃ仃０ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｃ ａ ｌｓｙ ｓｔｅｒ Ｉｌｓ， Ｍ Ｅ Ｍ Ｓ ）微驱动、 医疗、 建筑以及生活用品等。 在这些领域的研究中， 其中一部分是针对形状记忆合金作为一种驱动材料进行研究的。 Ｙ Ｕ 等研究了以Ｓ Ｍ Ａ 弹簧驱动翼型改变的结构； Ｒ Ｅ Ｙ万方数据