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微创介入式手术导向机器人是一种安置在手术器械前端提供导向功能的微型装置，由包含形状记忆合金（ShapeMemoryAlloy:SMA）驱动器的多节弯曲单元组成，能够自主地实现不同方向和角度的弯曲导向，并借助手术前建立的人体三维血管模型及电磁传感器进行定位，辅助完成手术操作。 本文提出了一种由中心偏置弹簧与均布在空间截面上的3个SMA驱动器组成的导向机器人结构，驱动器之间的相互配合可实现不同方位的弯曲和偏转。基于SMA特性和驱动器的工作机理，完成机器人的主要元件－螺旋弹簧偏动式SMA双程驱动器的设计。 根据SMA元件温度和应力的变化特点，在Tananka－Liang的SMA螺旋弹簧一维剪应力－剪应变－温度本构模型的基础上建立了SMA螺旋弹簧驱动器的热动力学模型，从而得出驱动器输出位移与SMA元件温度、应力、应变的关系。 根据机器人尺寸微小、空间有限决定其不能容纳过多导线的结构特点。采用了矩阵式驱动控制系统，使用最少的导线完成对多个SMA驱动器的控制。在驱动控制电路内，对SMA驱动器采用脉冲电流驱动方式，并对此进行了热控制分析，得到了加热和冷却过程中温度与时间的关系。利用单片机软件方法输出的脉宽调制信号对脉冲电流进行调节控制，多个驱动器之间的相互配合作用，就可完成多自由度的导向动作。 最终完成系统软硬件的初步调试，分析了SMA驱动器的尺寸效应，对该机器人进行功能性的验证实验，证明能够完成预期的导向性能。 本文建立了SMA驱动器的热动力学模型，进一步完善了SMA的热动力学理论。同时，关于多个SMA驱动器的矩阵网状结构控制方式，适用于微型机构内有限空间的操作，便于控制，具有良好的应用前景。