张 健，陈 柏，耿令波，陈 笋，吴洪涛

（1.南京航空航天大学机电学院，南京210016；2.上海交通大学附属新华医院，上海200092；3.沈阳自动化研究所，沈阳110016）

基于电阻反馈的SMA控制系统设计❋

张 健1，陈 柏1，耿令波3，陈 笋2，吴洪涛1

（1.南京航空航天大学机电学院，南京210016；2.上海交通大学附属新华医院，上海200092；3.沈阳自动化研究所，沈阳110016）

形状记忆合金（SMA）驱动器在生物医疗中得到了广泛应用。目前，SMA驱动器的控制器多采用外部传感反馈方式，体积大，应用受到限制。提出一种基于SMA内部电阻反馈的嵌入式控制电路。使用ATMEGA16单片机搭建了SMA驱动器加热控制电路及恒流源电桥方法的电阻测量采集电路。实验表明：该控制系统可以产生可控PWM，恒流源电桥方法测SMA电阻可以得到足够的测量精度，系统可用于SMA驱动器的控制。

SMA驱动器；ATMEGA16单片机；电阻反馈；控制电路

1 引 言

形状记忆合金（shape memory alloy，SMA）是一种新型功能材料。Ni-Ti记忆合金驱动器具有其他记忆材料无可比拟的优点：抗腐蚀性能强，生物相容性好，力学性能优良，抗疲劳、热加工作性能好［1-2］，因此，成为目前生物医用材料中的首选。同样，在微型介入导管机器人的设计中，SMA驱动器也得到了广泛应用［3-4］。

设计了一种SMA弹簧驱动器控制的介入导管机器人，如图1所示。导管由位于中心的骨架弹簧以及均匀布置在导管横截面方向上的三个SMA驱动器组成。介入导管机器人弯曲单元的运动可以通过控制其单元的驱动器来实现在任意方向上的弯曲与转向。依据手术对象及环境的个体差异，可以通过多个弯曲单元的重构增加其自由度，实现较大的弯曲角度。……