应变势能分布

通过组装多个单向记忆效应形状记忆合金( SMAs )元件或引入偏置元件，实现了类似生物周期性运动的软驱动器，导致软驱动器结构复杂，控制困难。受功率放大生物体系的启发，利用三维集成成型技术的优势，提出了一种集成SMA -聚二甲基硅氧烷( PDMS )复合结构( SPCS )，该结构仅通过控制SMA相变和PDMS应变势能分布状态，即可实现周期性的异质驱动。为了检验该机制的可行性，本文进行了SPCS变形的理论模型研究。数值可行性分析结果表明，影响SPCS变形的因素主要涉及SMA的励磁电流强度、PDMS结构厚度及其分布状态。实验结果表明，电流强度主要影响SPCS的变形速率，PDMS厚度不仅是实现SPCS周期性变形的关键，而且PDMS结构厚度的有序排列有助于SPCS实现周期性非均匀变形。这些表明，该机制可以启发软执行器、智能可穿戴设备和医疗设备的设计。