巡检机器人的执行器叫什么名字丨码垛机器人的末端执行器有哪些

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形状记忆合金（SMA）属于形状记忆材料中金属类，它具有在特定的外界激励条件下如热或磁激励的情况下记忆或者保留原来形状的能力。形状记忆合金执行器（SMAA）与传统基于电磁、气动和液压原理的执行器相比，结构简单、功重比大、无噪声（电磁噪声），同时具有自感知功能、低压驱动、轻量化、小型化、结构多样化等特点。

经过学界和工业界多年的探索和应用，目前在某些特殊领域已经得到应用，形状记忆合金执行器不仅能够在功能上替代和性能上超越传统执行器，而且可以有效降低执行器的制造和使用成本，尤其是在高功重比、轻量小型化执行器的应用领域。

形状记忆合金执行器在机器人中的应用主要为了实现现代机器人仿生化、柔性化、智能化、轻量化、小型化等目标，形状记忆合金执行器能够打破传统基于电机、气动或者液压等驱方式设计机器人的原则，具有较高的设计灵活性，根据机器人仿生对象的不同，主要可以分为仿生物机器人和仿人机器人，仿生物机器人可分为行走、蠕动爬行、跳跃、游动和飞行等，仿人机器人可分为人工肌肉、人工手和人工眼等。

2005年，J. M. Conrad教授开发了一款用于形状记忆合金和机器人教育的形状记忆合金六足爬行机器人。图a所示为六足机器人的足部由形状记忆合金丝通电加热控制，控制由PCB上携带的微型控制器实现，此款教育用机器人避免了采用由直流电机构成的驱动机构，也避免了采用齿轮变速传动等环节，实现了轻量化和小型化的设计目标。

图a-b

图b～图e分别为蚯蚓启发、跳蚤启发、魔鬼鱼启发和蝙蝠启发而设计的机器人，可以看出，采用形状记忆合金执行器不仅能够实现软体机器人的设计，而且具有较高的设计自由度，同样避免采用传统体积质量较大的直流电机和复杂易磨损的减速机构作为驱动机构。

图c-d

图e-f

图g-h

目前，常见的仿人机器人多数为刚性部件构成，主要由伺服电动机、气动和液压等作为驱动源，而人类的身体和器官为软硬动态结合的系统，传统的刚性驱动系统不能很好地模仿人类的各种动作，而形状记忆合金执行器为仿人机器人提供了一种设计途径，图f～图h分别为仿人工肌肉、仿人机械手和仿人工眼球，形状记忆合金执行器不仅能够实现较好的动态性能，而且能够较好地模仿人类动作的平滑柔顺性。

本文编自2022年第20期《电工技术学报》，论文标题为“形状记忆合金执行器研究综述”。本课题得到黑龙江省自然科学基金资助项目的支持。

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