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形状记忆材料
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形状记忆合金重大突破!韩国团队实现140°超大可逆变形,1秒内完成抓取动作
机器人大讲堂· 2026-03-30 21:37
技术突破 - 成功开发出新型双向形状记忆合金/聚合物复合材料混合智能执行器,解决了传统形状记忆材料只能实现单向不可逆变形的致命缺陷[1][5] - 新型执行器实现了82%的可逆恢复率和140°(88.7毫米)的可逆变形范围,性能指标远超现有技术水平[2][17] - 通过调节环氧树脂基体中DGEBA和DDM的化学计量比精确控制玻璃化转变温度,并引入连续碳纤维增强材料大幅提升弹性模量[6] 结构设计创新 - 最具创新性的突破在于引入了横向曲率的结构设计,形成了独特的“卷簧”形状,能够产生突跳效应以提升性能[7] - 有限元仿真显示,卷簧结构在变形达到峰值弯矩后会发生突跳,使后续变形能够快速完成[8][9] - 实验数据验证,采用卷簧设计的TS_20执行器正向恢复速度达到平板结构的7.8倍,反向恢复速度提升30%,且在整个热循环过程中实现了接近100%的反向恢复率[9] 性能优化 - 将形状记忆合金的永久弯曲半径从25毫米减小到20毫米,可分别使可逆变形范围提升37.5%和45.0%,因为较小的弯曲半径能存储更多应变能[12] - 在连续10个热循环耐久性测试中,执行器保持了稳定的形状记忆性能,平均正向恢复率为80%,反向恢复率超过99%,可逆变形量仍达85毫米[17] 应用潜力 - 在机器人夹爪应用中,执行器能够在一秒内完成抓取动作,通过简单的加热和冷却循环实现物体的抓取、拖动、推动和释放,结构更简单、重量更轻[15] - 在航天可展开结构应用中,执行器可在低温下保持收纳状态,通过一个加热-冷却循环即可完成展开,其双向可逆特性使得结构能够重新收纳,便于任务调整或回收[15] 相关产业链企业 - 工业机器人企业包括埃斯顿自动化、埃夫特机器人、法奥机器人、越疆机器人、节卡机器人、松灵机器人、珞石机器人、阿童木机器人、极智嘉、海康机器人[19][20] - 服务与特种机器人企业包括亿嘉和、晶品特装、七腾机器人、史河机器人、普渡机器人、施罗德机器人、库犸科技MAMMOTION[21] - 人形机器人企业包括优必选科技、宇树、云深处、星动纪元、伟景机器人、逐际动力、乐聚机器人、大象机器人、魔法原子、众擎机器人、帕西尼感知、赛博格机器人、数字华夏、傅利叶智能、天链机器人、开普勒人形机器人、灵宝CASBOT、清宝机器人、浙江人形机器人创新中心、动易科技、智身科技、PNDbotics、卓益得机器人、鹿明机器人、擎朗智能、伽利略GALILEO[22] - 具身智能企业包括跨维智能、银河通用、千寻智能、灵心巧手、睿尔曼智能、微亿智造、推行科技、中科硅纪、枢途科技、灵巧智能、星尘智能、穹彻智能、方舟无限、科大讯飞、北京人形机器人创新中心、国地共建人形机器人创新中心、戴盟机器人、视比特机器人、星海图、月泉仿生、零次方机器人、中科深谷、智平方、大咖机器人、灏存科技、具识智能、Xynova曦诺未来、非夕科技、未来动力、博登智能、千诀科技、灵生科技、集萃智造、欣佰特科技、晨昏线科技、Dexmal 原力灵机、优理奇[23] - 医疗机器人企业包括元化智能、天智航、思哲睿智能医疗、精锋医疗、佗道医疗、真易达、术锐®机器人、罗森博特、水木东方、康诺思腾、迪视医疗[24] - 上游产业链企业包括绿的谐波、因时机器人、坤维科技、脉塔智能、青瞳视觉、本末科技、鑫精诚传感器、蓝点触控、BrainCo强脑科技、宇立仪器、极亚精机、思岚科技、神源生、非普导航科技、因克斯、巨蟹智能驱动、凌云光、元客视界、璇玑动力、意优科技、瑞源精密、灵足时代、HIT华威科、星汇传感、凌迪科技、泉智博[25]