电线形状形状记忆合金执行器:建模,设计和控制
Rongru Zhang1, Honghao Yue2, Hao Sun3
1Research Center of Aerospace Mechanism and Control, School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150080, China.
Microsystems & nanoengineering
|March 2, 2026
概括
电线形状形状记忆合金 (WF-SMA) 执行器为机器人和生物医学提供高能量密度. 本综述评估了WF-SMA的建模,控制和应用,强调了综合设计的挑战和未来方向.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 电线形状形状记忆合金 (WF-SMA) 执行器由于其能量密度和执行多功能性,在先进的应用中至关重要.
- WF-SMAs跨越了高强度执行和材料合规性,使智能软材料和可拉伸电子设备成为可能.
研究的目的:
- 为WF-SMA执行器提供全面的评估,涵盖建模,配置,控制和应用.
- 确定阻碍WF-SMA广泛采用的挑战,并提出未来的研究方向.
主要方法:
- 对SMA执行模型,执行器设计范式和控制策略的系统审查.
- 基于机械负载特性 (线性,非线性,差异性) 的执行器设计的分类.
- 对控制方法的调查从传统的算法到先进的方法,如神经网络和自我传感.
主要成果:
- 重新审视SMA执行模型突出显示了在表示非线性和热力学行为方面存在的挑战.
- 执行器设计被分类,并探索大冲击策略.
- 控制策略范围从传统到智能方法,包括集成自传感.
结论:
- 实际WF-SMA应用的关键挑战包括需要集成的微纳米制造,灵活的电子和多功能材料.
- 未来的研究应该集中在综合建模设计控制框架上,利用深度学习来提高性能和可靠性.
