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A Rotary Actuator Using Shape Memory Alloy (SMA) Wires

机译：使用形状记忆合金（SMA）线的旋转执行器

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This paper presents the conceptual design, operating principle, simplified geometric model-based parametric analysis, experimental driving characterization, and working performance verification of a rotary actuator using shape memory alloy (SMA) wires. To achieve the research goal for developing a bidirectional SMA rotary actuator with high-torque capability, the actuator is realized with a rotational driving mechanism devised on the basis of the operating principle of wobble stepping motors. In the proposed actuator, this driving mechanism consisting of an involute gear set and crankshafts suitably and effectively functions to convert expansion and contraction of the SMA wires to high-torque rotational motion. In designing the actuator, the analysis result on parametric effect is utilized, and driving characterization and working performance verification are experimentally carried out with a fabricated functional prototype. With the experimental results, differentiating characteristics related to the operating principle of the proposed actuator and the thermomechanical behavior of SMA elements are investigated and discussed.
机译：本文介绍了使用形状记忆合金（SMA）线的旋转执行器的概念设计，工作原理，简化的基于几何模型的参数分析，实验驱动特性以及工作性能验证。为了实现开发具有高扭矩能力的双向SMA旋转执行器的研究目标，该执行器是根据摆动步进电机的工作原理设计的旋转驱动机构来实现的。在提出的致动器中，由渐开线齿轮组和曲轴组成的该驱动机构适当且有效地起到将SMA线的膨胀和收缩转换成高扭矩旋转运动的作用。在设计执行器时，利用了对参数效应的分析结果，并利用制造的功能原型对驱动特性和工作性能进行了实验验证。通过实验结果，研究和讨论了与所提出的执行器的工作原理和SMA元件的热机械行为有关的微分特性。

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