作品包括：

Word设计说明书1份，约14000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共7张

SW三维图一套

摘要

机器人的腕关节对于确定末端执行器的接触状态以及位置和姿势而言具有十分重要的作用，腕关节的性能直接决定了整个机器人手臂性能的优劣。传统的机器手腕关节多是刚性结构，对环境的适应性比较差。腕关节的柔顺性改善及其重要。形状记忆合金，即SMA因其具有温度记忆效应、形状记忆效应、超弹性而广泛应用于航空航天、交通、能源、机械电子、生物、医学及日常生活领域。作为一种新型功能材料，对其的研究已经成为智能材料和结构领域的一项重要研究内容。本文的主要通过对仿生腕关节进行结构分析，结合SMA材料特性，选用合适的SMA材料，设计出一种具有较大运动范围的仿生腕关节的驱动结构。主要内容如下：第1章阐述本文的研究背景和目的。第2章对腕关节结构进行了介绍。第3章介绍了SMA及其特性。第4章对本文采取的驱动结构及相关问题作了介绍。第5章是本次设计的实物图。第6章总结了本文的主要工作、结论，同时对后续工作做出了展望。

关键词：腕关节；形状记忆合金；柔顺性

目录

第1章绪论    1

1.1研究背景和目的    1

1.2国内外研究现状    1

1.3研究内容    4

1.4预期目标    5

第2章仿生腕关节结构设计    6

2.1人体腕关节结构与运动    6

2.1.1人体上肢组成    6

2.1.2腕关节的组成    7

2.1.3腕关节运动    8

2.2仿腕关节结构    8

第3章形状记忆合金材料SMA    10

3.1形状记忆合金材料基本性能    10

3.2形状记忆效应    11

3.3SMA驱动方式    11

3.2.1SMA丝驱动    12

3.2.2SMA弹簧驱动    12

3.2.3SMA棒驱动    13

3.2.4SMA管驱动    14

3.3SMA控制技术    15

第4章 SMA驱动结构    19

4.1SMA布置方案    19

4.1.1弹簧形布置    19

4.1.2矩形布置    20

4.1.3方式比较    21

4.2SMA强度问题    21

4.3SMA长度计算    22

4.3.1B板方向SMA长度    22

4.3.2A板方向SMA长度    24

4.4SMA连接    25

4.4.1松弛安装    25

4.4.2加热安装    25

4.4.3增加弹性元件    26

4.4.4方案选择    27

4.5弹性元件    27

4.5.1拉伸弹簧    27

4.5.2橡胶管    28

4.5.3比较    28

4.6干涉    28

4.7工作台    29

第5章柔顺手腕实物图    31

第6章总结与展望    34

致谢    35

参考文献    36

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