正在设计的设备类似于用于电路组装的分拣机，但是可以在飞机衣架大小的轮子上移动。它可以操纵形状介于0.5 cu.cm和8 cu.cm之间的不规则形状和多孔物体-因此传统的真空P＆P机制没有吸引力。此外，装配线中的单个物体的硬度和重量也各不相同。
我们的设计约束是：
确保最小的振动和声音达到零。
在机构内使用最小体积（电池位于轴距处，提供稳定性，因此无需担心它们的重量）
夹持器压力的细微变化
我们相信SMA可以很好地满足前两个限制，但需要一些有关实现约束3的指导，即电子控制的夹持器的压力水平不同。
我的问题：
电流的PWM是否可以高于激活阈值（0.005英寸Flexinol HT为320 mA）提供可变的，可重复的驱动力？
我们是否需要每个指尖上的压力传感器以及用于抓握的闭环控制，还是可以定期校准抓爪并保持可重复的力？
是否有任何文献记载良好的先例或研究值得我们参考？ ？
#1 楼
看一下Flexinol执行器电线的技术特征。您需要做的是设计一种结构，该结构利用镍钛诺线材的可用收缩来实现所需的行程和力。应用。本文给出了两个示例结构：
镍钛诺的收缩百分比与温度有关。但是，该关系是非线性的，并且在加热阶段和冷却阶段之间是不同的。这些差异将需要考虑在内。
在使用arduino进行精确的柔性酚位置控制的文章中，作者描述了如何使用镍钛诺的特性，使焊丝可以用作自己的反馈传感器：
Flexinol，也称为肌肉线，是一种坚固，轻巧的线材，由镍钛诺制成，可以在导电时收缩
电。在本文中，我将基于控制Flexinol电路中的电压，提出一种精确控制这种效果的方法。此外，利用Flexinol的电阻随着收缩而可预测地下降的事实，此处所述的
机制将导线本身用作反馈控制回路中的传感器。无需使用单独的传感器的一些优势是减少了零件数量并降低了机械复杂性。
因此，通过使用PWM来改变导线上的电压并使用ADC读取该电压降，您可以设计镍钛诺线收缩百分比的闭环控制。然后，使用适当的机械结构，可以将收缩转换为应用所需的所需冲程和力。
#2 楼
为什么不应该使用SMA首先，我想知道为什么您选择在机器人应用中使用形状记忆合金。如果您查看任何SMA的应用程序列表，则几乎不会在列表上看到机器人应用程序。
大多数SMA应用程序是未激活的，包括眼镜框和高尔夫球杆之类的东西。 。
某些应用程序确实将SMA用作致动器，但通常仅使用一次或两次。这些是诸如医疗支架之类的应用，需要将其插入细小的动脉中，但是一旦打开就可以打开。
没有机器人需要SMA充当执行器并发挥作用的原因。力量会导致某些东西移动，因为它容易疲劳。根据Wikipedia：
SMA容易疲劳。循环加载导致裂纹萌生和扩展的破坏模式，最终导致断裂功能的灾难性损失。
除了这种破坏模式以外，在智能材料中还不能完全观察到这种破坏模式。 SMA还会遭受功能疲劳，因此SMA不会在结构上失效，但是由于所施加的应力和/或温度的共同作用，SMA会（在某种程度上）丧失进行可逆相变的能力。
但是如果您坚持要
，因为SMA会发生蠕变和疲劳，则必须具有某种力传感器和控制系统以确保施加已知的力。
我的建议
除了SMA以外，还有许多小型执行器可以满足您的要求，而没有SMA的巨大缺点。
音圈：它们仅由永磁体和线圈组成。调节电流直接影响施加到磁体上的力。不带齿轮，它们完全无声，并且比SMA更省电。只要环境温度变化不大，施加的力就可以重复。您可以从Moticont购买这些现成的组件。还是打开硬盘驱动器，看看是否有现成的机械手！
压电致动器：有多种基于压电陶瓷的电动机。这些通常很小，但价格昂贵。尝试使用Newscale Tech.com的Squiggle电动机。
有一家名为Flexsys的公司使用这两种技术制造执行器。
评论
$ \ begingroup $
实际上，基于SMA的可重复执行器并不罕见，并且比不现实的Squiggle电机价格便宜。当然，我们已经评估了这种花样，但该公司显然对小批量业务不感兴趣，他们的营销和定价策略积极地阻碍了零售。以下是一些SMA执行器产品和机器人技术研究论文：store.migamotors.com/…jongohpark.pe.kr/data/treatise/142.pdfwww-bsac.eecs.berkeley.edu/~sbergbre/research/publications/…
$ \ endgroup $
– Anindo Ghosh
2012年10月24日12:26
$ \ begingroup $
@AnindoGhosh-我同意Squiggle马达很难获得且价格昂贵。但是您应该认真考虑音圈致动器。它将为您提供多年的可靠寿命。与没有应用的纳米肌肉不同。只需查看公司本身建议的“应用程序”列表即可。实际上，还没有一个人存在。它们都是建议。您链接到的所有论文都只是原型。请认真看一下，是否可以找到使用SMA的单个商业机器人应用程序。
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– Rocketmagnet
2012年10月24日12:46
$ \ begingroup $
@AnindoGhosh-请听取经验之声。我们以前来过这里。我们不仅仅一次被SMA的前景所吸引，但总是放弃它们，因为它们极度不可靠。在您带他们去任何地方之前，请在现实条件下对它们进行适当的寿命测试。
$ \ endgroup $
– Rocketmagnet
2012年10月24日12:47
$ \ begingroup $
实际测试正在进行中。经验之声常常告诉我们，创新=天真，所以我会让它过去。同样，很奇怪的是，在将要部署这种新设备的工厂中，有一整堆SMA驱动的机器在某些情况下可以运行十年或更长时间。客户似乎对这些东西很满意，显然他还没有听到经验的声音。我一定会提及。
$ \ endgroup $
– Anindo Ghosh
2012年10月24日12:53
$ \ begingroup $
@AnindoGhosh-我很想知道这些现实世界中的一些应用。在制造商的网站上查找应用程序列表，我只能找到“潜在”，“未来”和“可能”的应用程序。他们没有列出当前的技术，即使该技术已经存在了十多年。
$ \ endgroup $
– Rocketmagnet
2012年10月24日15:16
评论
$ \ begingroup $
从上一段来看，这意味着对压力传感器进行定期重新校准应该使我们可以省去grip子式传感器，并且仍然可以获得合理的可重复性？听起来很有用，谢谢！可以在任务计划中内置每日重新校准的功能。
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– Anindo Ghosh
2012年10月24日15:40
$ \ begingroup $
@AnindoGhosh并设计不要过度施加压力。请参阅Flexinol论文的第二部分：“如果在适当的条件下使用Flexinol®执行器导线，那么从导线获得数千万次循环的可重复运动是合理的。”
$ \ endgroup $
–embedded.kyle
2012年10月24日15:59
$ \ begingroup $
当前的设计是围绕使用SMA的4％的一半进行工作，而回弹不是靠弹簧，它是使用另一个SMA分段的推挽式，再次弯曲了2％。因此，我们将远离导线上的过应力和连续应力。轻弹簧用于某种结构稳定性，但足够弱以至于在应力方面可忽略不计。因此，希望有25万个周期可以安全地工作-超出了规范中的要求。
$ \ endgroup $
– Anindo Ghosh
2012年10月24日16:23