Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-45469
Titel: Bidirectional rotational antagonistic shape memory alloy actuators for high-frequency artificial muscles
VerfasserIn: Barakat, Rawan
Kirsch, Susanne-Marie
Welsch, Felix
Motzki, Paul
Sprache: Englisch
Titel: Scientific Reports
Bandnummer: 15
Heft: 1
Verlag/Plattform: Springer Nature
Erscheinungsjahr: 2025
Freie Schlagwörter: Shape memory alloy
Actuator
High-frequency
Bio-inspired
Robotic
Artificial muscle
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Shape memory alloys (SMA) are commonly utilized in compact actuators due to their high energy density, meaning possible work output in relation to their weight and volume. Their application area is limited by their poor dynamic behavior, caused by the thermal activation characteristics of SMA materials. Typical actuation frequencies of SMA-based actuators range from 1 Hz to 10 Hz. In this work, we introduce an actuator system architecture, termed bidirectional rotational antagonistic (BIRAN) SMA actuator, which uses bundles of thin SMA wires to generate repeated rotational movement at frequencies up to 200 Hz. This marks a new frequency record for electrically activated SMA wire-based actuator systems. The high frequency reported results from the combination of mechanical design, electronics, and control strategy. We describe the fabrication techniques and the power electronics development and demonstrate the system performance through a systematic experimental study. A bio-inspired robotic wing-flapping joint illustrates the expansion of possible SMA-based application areas, pushing the dynamic limitations of this actuator technology.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1038/s41598-025-93209-9
URL der Erstveröffentlichung: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93209-9
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-454694
hdl:20.500.11880/40062
http://dx.doi.org/10.22028/D291-45469
ISSN: 2045-2322
Datum des Eintrags: 30-Mai-2025
Bezeichnung des in Beziehung stehenden Objekts: Supplementary Information
In Beziehung stehendes Objekt: https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41598-025-93209-9/MediaObjects/41598_2025_93209_MOESM1_ESM.jpg
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Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Systems Engineering
Professur: NT - Prof. Dr. Paul Motzki
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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