本技术公开了一种模块化形状记忆合金驱动器,包括主体结构和至少三个驱动弹簧;主体结构包括两个盖板和多个折叠组件,折叠组件由至少两个侧面板相连形成,多个折叠组件绕盖板的周向布置,折叠组件的两端分别连接两个盖板;驱动弹簧为记忆合金材质,至少三个驱动弹簧绕盖板的周向布置,且驱动弹簧的两端分别连接两个盖板。使用时,其中单条驱动弹簧受到电流激励,本合金驱动器即可实现单侧弯曲动作;当多条驱动弹簧受到电流激励时,本驱动器可实现周向任意圆心角弯曲动作或伸缩。本驱动器无需外部装置提供驱动力,有利于缩小体积,减轻重量,降低生产难度。
背景技术
模块化驱动器技术在近年来得到广泛关注,尤其在机器人领域,其模块化设计、灵活的组合能力,对于复杂的非结构化场景的应用有巨大的潜力。现有的驱动模块已采用多种驱动技术,刚性模块常采用电机作为驱动技术,柔性模块常采用气动、智能材料等作为驱动技术。
现有技术的刚性模块由于其结构固定,普遍体积较大,难以适应非规则空间或复杂变形的需求,限制了其在复杂环境中的适用性。柔性模块尽管具有优异的变形能力,能够适应动态变化和复杂的变形应用,但其柔软的结构难以实现较高的运动精度。此外,柔性模块通常采用气动驱动技术,这需要配备气泵和气道,显著增加了设备的复杂性和制造成本。同时,气动系统的可靠运行依赖于模块的高度密封性,这不仅提高了设计和制造难度,还增加了后续维护工作的复杂性和成本。
刚柔混合模块在现有技术中得到了应用,通过结合刚性部分和柔性部分的优势,部分解决了上述问题。刚性部分提供必要的机械强度,并通过传感器实现一定程度的精度控制;柔性部分则提升了模块的灵活性和环境适应性。然而,该技术在模块的集成性、轻量化和小型化方面仍存在一定局限,无法完全满足高精度、低复杂度的实际应用需求。
形状记忆合金弹簧驱动技术提供了一种简化且高效的解决方案。该技术通过电加热驱动,结构设计简单,易于模块的集成化。其小型化和轻量化特性使其特别适合在空间受限和重量敏感的场景中使用。此外,形状记忆合金弹簧的特殊构型和合金特性,使其能够在保持较小体积的同时提供一定的驱动行程和较大的驱动力,显著提升了模块的可用性和效率,克服了现有技术的多项缺陷。
实现思路