仿生驅(qū)動(dòng)技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-03-06
仿生驅(qū)動(dòng)技術(shù)的視頻教程
【汽車干貨】四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)
1.第一代平臺車技術(shù)開發(fā)2.第二代平臺車技術(shù)開發(fā)3.第三代平臺車技術(shù)開發(fā)
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仿生驅(qū)動(dòng)技術(shù)的實(shí)例教程
鈦絲驅(qū)動(dòng)應(yīng)用案例（NiTiDrivetech）
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天、醫(yī)療、無人機(jī)、手機(jī)、汽車、機(jī)器人等科技領(lǐng)域投入使用。
財(cái)哥將以往設(shè)計(jì)的一些應(yīng)用案例公開分享給大家，方便大家一起學(xué)習(xí)和參考。希望大家能夠在自己的領(lǐng)域獲得一定的啟發(fā)和收獲。
仿生機(jī)器人
一、手的案例
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)介紹：
可以實(shí)現(xiàn)任意手指的萬向運(yùn)動(dòng)，完全模仿人手的靈活性，接觸力柔和可控，碰撞時(shí)可形變卸力，無剛性沖擊。
驅(qū)動(dòng)原理：以鈦絲相變實(shí)現(xiàn) “收縮 - 恢復(fù)”，連續(xù)柔順，可模擬肌肉蠕動(dòng) / 彎曲帶動(dòng)手關(guān)節(jié)彎曲和伸展。
2、實(shí)物形態(tài)
覆膜一副硅膠仿真手套，就可以實(shí)現(xiàn)功能、外觀的仿生效果了。
3、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和控制
驅(qū)動(dòng)原理：每個(gè)手指配置4線鈦絲驅(qū)動(dòng)即可完全模仿人手的靈活性，共計(jì)20線，可以采用4*5或2*10路的矩陣掃描驅(qū)動(dòng)方案，具體設(shè)計(jì)原理可以翻看財(cái)哥前面的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)文章。
4、技術(shù)特點(diǎn)
材料本征驅(qū)動(dòng)
通電加熱引發(fā)馬氏體→奧氏體相變，實(shí)現(xiàn)3%–5% 可控應(yīng)變的直接收縮，無需中間傳動(dòng)，從原理上簡化動(dòng)力鏈。
無磨損驅(qū)動(dòng)與超彈性
可承受百萬次循環(huán)無損傷，超彈特性在碰撞時(shí)可形變卸力，無剛性沖擊。
驅(qū)動(dòng)與感知一體化
電阻隨相變過程實(shí)時(shí)變化，可直接作為內(nèi)置位置 / 力傳感器，減少外部傳感配置，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。
展開 仿生手-纜繩驅(qū)動(dòng)手 v1.0
2026年1月
這是一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)的手，由4個(gè)MG996R伺服電機(jī)控制。一根橡皮筋從指關(guān)節(jié)根部系到指甲，一根細(xì)繩繞過手指下方，連接到伺服電機(jī)，用于下拉手指。
這是1.0版本，未來還將推出多個(gè)版本。未來版本的目標(biāo)是盡可能地模擬人手的所有自由度運(yùn)動(dòng)。
目前關(guān)于軟體機(jī)械臂的研究主要集中在近幾年，尚處于起步階段，并引起國內(nèi)外諸多學(xué)者及研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，其主要驅(qū)動(dòng)方式包括流體驅(qū)動(dòng)、線驅(qū)動(dòng)、PAM驅(qū)動(dòng)、SMA驅(qū)動(dòng)和EAP驅(qū)動(dòng)等；從變剛度方式上看主要有拮抗作用、阻塞及材料相變?nèi)N類型，其中阻塞方式較為容易實(shí)現(xiàn)但需要額外驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拮抗作用實(shí)現(xiàn)需要機(jī)構(gòu)的冗余驅(qū)動(dòng)，相變方式能實(shí)現(xiàn)的剛度最大，但需要額外物理場進(jìn)行控制；從建模和控制上看，主要基于分段常曲率和梁理論等剛性體建模方法對軟體機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)建模，其模型始終不夠精確。軟體機(jī)械臂目前發(fā)展中的關(guān)鍵性問題和技術(shù)主要集中在軟體材料開發(fā)、成型工藝、變剛度需求、柔性傳感器及軟體建模控制等方面。此外，智能材料開發(fā)、柔性電子元器件及傳感器技術(shù)、可變剛度和剛?cè)峤Y(jié)合設(shè)計(jì)是其未來可能的發(fā)展方向。
軟體機(jī)械臂在工業(yè)、醫(yī)療、軍事探測、救援救災(zāi)、生活護(hù)理等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其發(fā)展為軟體材料應(yīng)用、仿生研究等提供參考和技術(shù)支持。軟體機(jī)械臂的研究才剛剛起步，其未知領(lǐng)域充滿可能性和挑戰(zhàn)，這正是其魅力所在。
國外典型氣動(dòng)軟體機(jī)械臂
主創(chuàng)簡介
閆繼宏(通信作者)，女，1974年出生，教授，博士研究生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)?em>仿生機(jī)器人，軟體機(jī)器人。
石培沛，男，1993年出生，博士研究生。主要研究方向?yàn)檐涹w機(jī)械臂。
展開 有別于傳統(tǒng)熱力學(xué)自組裝的方式，模擬這種化學(xué)能量驅(qū)動(dòng)的耗散自組裝是真正構(gòu)造仿生材料的基礎(chǔ)。
圖1. 化學(xué)能驅(qū)動(dòng)的競爭型非平衡主客體系統(tǒng)策略示意圖
北京林業(yè)大學(xué)青年教師郝翔長期致力于化學(xué)能驅(qū)動(dòng)的非平衡態(tài)系統(tǒng)材料研究，在前期相繼實(shí)現(xiàn)ATP能量驅(qū)動(dòng)的人工脈沖組裝體和微膠囊（ACS Macro Lett. 2017, 6, 1151, ACS Editors’Choice；Adv. Sci., 2018, 5, 1700591），非平衡態(tài)聚合凝膠材料（Chem Eng J，2020, 382, 122926）以及化學(xué)能驅(qū)動(dòng)的非平衡態(tài)流體的基礎(chǔ)上（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4314 –4319；ChemPlusChem 2020, 85, 1190–1199），最近開發(fā)了一類ATP驅(qū)動(dòng)的仿生“競爭”型非平衡態(tài)主客體材料體系。在該體系中，通過賦予傳統(tǒng)能量分子-ATP雙重角色：化學(xué)能量單元和“耗散”型競爭客體，實(shí)現(xiàn)了ATP驅(qū)動(dòng)的主客體非平衡態(tài)系統(tǒng)的建立，并成功將此策略運(yùn)用于化學(xué)能驅(qū)動(dòng)的宏觀凝膠和微凝膠仿生材料制備上（圖1）。
該策略通過合成一系列仿生受體環(huán)糊精結(jié)構(gòu)糖單元（β-CD），使其對能量分子ATP具有非常高的結(jié)合作用，結(jié)合常數(shù)達(dá)到106 M-1；而環(huán)糊精結(jié)構(gòu)糖單元對通常的客體分子如金剛烷（ADA），其結(jié)合常數(shù)只有104 M-1。利用模型化合物實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ATP分子加入到β-CD/ADA中時(shí)，ATP會迅速破壞β-CD/ADA的結(jié)合而以“鳩占鵲巢”方式占據(jù)主體的空腔，但ATP緩慢酶解后的產(chǎn)物如ADP或者AMP卻無法實(shí)現(xiàn)對β-CD/ADA結(jié)合的破壞（圖1）。
展開 ：組合式微流控平臺：輕松制備可流通水凝膠微管仿生結(jié)構(gòu)
南科大軟體力學(xué)實(shí)驗(yàn)室：彈性體—水凝膠復(fù)合結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計(jì)策略
西湖大學(xué)周南嘉課題組在3D打印可隱形仿生水凝膠軟體驅(qū)動(dòng)器上取得新進(jìn)展
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仿生驅(qū)動(dòng)技術(shù)的最新內(nèi)容
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術(shù)語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術(shù)原理和演進(jìn)趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以 “一期一會” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)駕駛
隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速和“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，綠色建筑與宜居環(huán)境成為城市發(fā)展的核心議題。“十四五”規(guī)劃明確提出“提升城市建設(shè)智慧化水平，發(fā)展智能建造”，對建筑能效與環(huán)境適應(yīng)性提出了要求。[1]在這一背景下，建筑風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)正成為優(yōu)化人居環(huán)境、保障建筑安全的關(guān)鍵支撐。CAE風(fēng)環(huán)境仿真技術(shù)，通過高精度數(shù)值模擬還原真實(shí)風(fēng)場與建筑的相互作用，為建筑可持續(xù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)決策依據(jù)。
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
產(chǎn)品品牌：永嘉微電/VINKA
產(chǎn)品型號：VK1072D
封裝形式：SSOP28
產(chǎn)品年份：最新年份
概述
VK1072D是一個(gè)點(diǎn)陣式存儲映射的LCD驅(qū)動(dòng)器，可支持最大72點(diǎn)（18SEGx4COM） 的LCD屏，也支持2COM和3COM的LCD屏。單片機(jī)可通過三條通信線配置顯示參數(shù)和發(fā)送 顯示數(shù)據(jù)，也可通過指令進(jìn)入省電模式。 LJQ8239
概述：
VK2C24A/B是一個(gè)點(diǎn)陣式存儲映射的LCD驅(qū)動(dòng)器，可支持最大288點(diǎn)（72SEGx4COM）或者最大544點(diǎn)（68SEGx8COM）或者最大960點(diǎn)（60SEGx16COM）的LCD屏。單片機(jī)可通過I2C接口配置顯示參數(shù)和讀寫顯示數(shù)據(jù)，也可通過指令進(jìn)入省電模式。其高抗干擾，低功耗的特性適用于水電氣表以及工控儀表類產(chǎn)品。ZXY6880
特點(diǎn)
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
隨著深圳“十五五”規(guī)劃重磅出爐，加快新一代信息技術(shù)、新能源、高端裝備、新材料、低空經(jīng)濟(jì)、航空航天等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，擴(kuò)大智能終端、網(wǎng)絡(luò)與通信、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、集成電路、全屋智能等產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，全球電子信息產(chǎn)業(yè)的目光再次聚焦深圳。備受矚目的第十四屆中國電子信息博覽會（CITE2026）將于2026年4月9日至11日在深圳會展中心（福田）隆重舉行。本屆博覽會同期將舉辦第107屆中國電子展、2026春季全國特種電子元器件展
鈦絲驅(qū)動(dòng)應(yīng)用案例（NiTiDrivetech）
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過多道工序制成的絲，財(cái)哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天、醫(yī)療
