基于流体管道冷却的SMA柔性驱动器设计与实验  

Design and Experiment of An SMA Flexible Actuator with Fluid-channels Cooling

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作  者:苏夏[1] 董二宝[1] 许旻[1] 杨杰[1] 

机构地区:[1]中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,合肥230027

出  处:《机电一体化》2016年第9期34-38,共5页Mechatronics

基  金:国家自然科学基金青年基金项目(51105349);国家自然科学基金面上项目(61375095)

摘  要:针对形状记忆合金(SMA)因冷却速度慢而导致的往复动作响应频率低的问题,提出了一种基于流体管道冷却的SMA柔性驱动器。通过冷却液在管道内循环流动,加快SMA柔性驱动器内部的热传递,从而达到快速冷却SMA丝的目的。以水为冷却介质,通过对比分析流体管道通水和不通水的两种情况下的冷却效果,得出实验结论。实验测试了对比实验组中SMA柔性驱动器在1Hz和2Hz下的瞬时温度随时间变化曲线以及相对应时刻的温度分布图,同时测试了SMA柔性驱动器的角度变化率随时间的变化情况。实验结果表明,在流体管道中冷却液的冷却下不仅大幅提高了SMA柔性驱动器的往复动作的响应频率,还提高了SMA柔性驱动器的输出稳定性。This paper presents a new SMA flexible actuator with fluid-channels, aiming to solve the low response frequency problem because of the slowly cooling limit. Coolant liquid flowing through channels can help heat transfer and cool SMA wires. Using water as cooling medium, the cooling effect is proved by two comparative groups between fluid-channel with water and other without water. In the experiment, the temperatures on the sample point at different frequencies and temperatures distribution presented by cloud picture are measured. The bending ratios changed with time are also tested with two comparative groups at different frequencies. These experiments could verify that this cooling method can improve the response frequency and output stability of SMA flexible actuator in the air.

关 键 词:柔性驱动器 形状记忆合金 流体管道 冷却 响应频率 

分 类 号:TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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