+李 图2田纳西大学诺克斯维尔分校软体机械臂：（上）机械臂90°弯曲（下）机械尖端0.9N负载 Fig.2 The University of Tenneessee,Knoxville's tendon-driven robotic arm:(uper)90%bending of manipulator (down)0.9N load at the tip of the robotic arm 从上述分析中可以看出绳索驱动的使用和制造更加的灵活，可以根据不同场景针对不同的功能 设计不同的拉线数目和排列方式，从而使软体机械臂获得不同的运动方式，进而完成各类功能。绳 索驱动软体机械臂因为由电机带动线直接操作，所以响应时间短，反态迅速。但是相对于其他驱动 方式，绳索驱动由于其需要在特定的狭小空间内穿梭， 会不可避免的带来传动效率的损失，而且由 于离不开电机的驱动所以其整体造型笨重，灵活性差 2.2形状记忆合金驱动-SMA驱动 SMA是一种具有形状记忆合金效应的智能材料以在一定条件下改变自身形状和机械性能。 SMA通常制作成丝状或薄片状以便于嵌于硅胶等软体材料内部。通过对SMA通电加热可产生应力 和应变，从而对材料进行驱动。其变形的机理为：当SMA处于冷却状态时，它将从高温奥氏体变为 低温马氏体，从而发生形变：当处于加热状态时，它又能消除低温时的形变，恢复原状。整个变形 的过程即可对柔性材料产生变形和位移。圣安娜大学研究人员模仿章鱼的运动4，采用SMA驱动 方式设计了软体机械臂原型，实现弯曲、伸长、缩短等运动。 俄亥俄州立大学和清华大学备，研究了一种采用SMA的驱动器（图3）。建立了SMA驱 动器的分析模型和设计模型对输出性能进行了预测，并通过实验验证了模型的准确性。进一步将 该驱动器应用到具有五个指的锈软机器人手。实验结果表明，柔性机械手的捏力为3N,抓取力为 9.7N。柔软的机械手虫于其重量轻（约250克）、刚度低以及能够承受大的外部冲击，对于人类操作者 来说具有更高的安全姓。 该驱动器在仿生软机器人和软机器人修复中也有潜在的应用价值。 图3软体机械臂不同形态：(a)笔直形(b)s形(c)螺旋形(d)圆形 Fig.3 Different forms of flexible robotic arms:(a)straight(b)s-shaped (c)spiral (d)round 广州大学吴羽设计了一种SMA驱动的软爪4（图4），研究者将SMA弹簧嵌入硅胶外壳内部。图 2 田纳西大学诺克斯维尔分校软体机械臂：(上) 机械臂 90°弯曲 (下) 机械臂尖端 0.9N 负载 Fig.2 The University of Tenneessee, Knoxville’s tendon-driven robotic arm: (uper) 90° bending of manipulator (down) 0.9N load at the tip of the robotic arm 从上述分析中可以看出绳索驱动的使用和制造更加的灵活，可以根据不同场景针对不同的功能 设计不同的拉线数目和排列方式，从而使软体机械臂获得不同的运动方式，进而完成各类功能。绳 索驱动软体机械臂因为由电机带动线直接操作，所以响应时间短，反应迅速。但是相对于其他驱动 方式，绳索驱动由于其需要在特定的狭小空间内穿梭，会不可避免的带来传动效率的损失，而且由 于离不开电机的驱动所以其整体造型笨重，灵活性差。 2.2 形状记忆合金驱动--SMA 驱动 SMA 是一种具有形状记忆合金效应的智能材料，可以在一定条件下改变自身形状和机械性能 。 SMA 通常制作成丝状或薄片状以便于嵌于硅胶等软体材料内部。通过对 SMA 通电加热可产生应力 和应变，从而对材料进行驱动。其变形的机理为：当 SMA 处于冷却状态时，它将从高温奥氏体变为 低温马氏体，从而发生形变；当处于加热状态时，它又能消除低温时的形变，恢复原状。整个变形 的过程即可对柔性材料产生变形和位移。圣安娜大学研究人员模仿章鱼的运动[44-46]，采用 SMA 驱动 方式设计了软体机械臂原型，实现弯曲、伸长、缩短等运动。 俄亥俄州立大学和清华大学合作[47]，研究了一种采用 SMA 的驱动器（图 3）。建立了 SMA 驱 动器的分析模型和设计模型，对输出性能进行了预测，并通过实验验证了模型的准确性。进一步将 该驱动器应用到具有五个手指的柔软机器人手。实验结果表明，柔性机械手的捏力为 3N，抓取力为 9.7N。柔软的机械手由于其重量轻(约 250 克)、刚度低以及能够承受大的外部冲击，对于人类操作者 来说具有更高的安全性。该驱动器在仿生软机器人和软机器人修复中也有潜在的应用价值。 图 3 软体机械臂不同形态：(a) 笔直形 (b) s 形 （c）螺旋形 （d）圆形 Fig.3 Different forms of flexible robotic arms: (a) straight (b) s-shaped (c) spiral (d) round 广州大学吴羽设计了一种 SMA 驱动的软爪[48]（图 4），研究者将 SMA 弹簧嵌入硅胶外壳内部。 录用稿件，非最终出版稿