CN113858227B - 一种机器蛙人、形状记忆合金丝驱动组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器蛙人、形状记忆合金丝驱动组件及其制造方法，属于机器人技术领域。其中，形状记忆合金丝驱动组件包括柔性管壳及套装在柔性管壳内的记忆合金丝与温度监测传感器，温度监测传感器的数据线穿过柔性套管的管口而输出温度监测信号；记忆合金丝的两端部伸出柔性管壳，用于连接外部构件；在柔性管壳与形状记忆合金丝之间填充有凝胶状混合物，凝胶状混合物由硅油与硅脂按3.5:1至4.5:1比例混合而成。基于前述混合而成凝胶状混合物，不仅能有效地确保形状记忆合金丝的抵抗海水的腐蚀性，且基于该配比而所存在的理化混合物的流动性及粘滞系数，在低阻力下提升混合物的水下使用寿命，可广泛应用于机器人、深海探测等技术领域。

Description

一种机器蛙人、形状记忆合金丝驱动组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域；具体地说，涉及一种机器蛙人，可用于构建该机器蛙人的手爪组件的形状记忆合金丝驱动组件，及适于该形状记忆合金丝驱动组件的制造方法。

背景技术

近年来随着海洋管道、海底隧道等重大海洋装备的建设，对海底资源的开发利用取得了快速发展，为了降低风险，常用海底机器人等设备替代潜水员进行作业，例如申请人申请且公开号为CN108181896A的专利文献所公开的海底作业机器人，该海底作业机器人能够很好的完成水下管路的清洗与探测等作业，而对于部分其他海底作业任务，仍需依赖于经验丰富的潜水员来完成，但是潜水员工作存在着风险大难度高的致命缺点，并且只能在较好海况下进行作业，况且在水深超过350米后，潜水员将无法再进行下潜作业。

为了解决上述问题，本申请人在公开号为CN111152244A的专利文献中公开了一种机器蛙人，该机器蛙人包括机身及安装在该机身上的仿人机械臂，该仿人机械臂包括肩关节、大臂、肘关节、小臂及通过腕关节与小臂的末端连接的手掌组件。在该专利文献中，基于仿人机械臂而模拟潜水员进行水下作业，以期能够替代潜水员进行作业，从而提高作业安全与作业范围，例如作业深度。在该专利文献的技术方案中，基于记忆合金丝进行驱动而提高手指的操作响应速度，由该记忆合金丝所构建的驱动组件包括记忆合金丝及套装该记忆合金丝外的热缩管，并在热缩管的管腔与形状记忆合金丝段之间始终存有用于填充空气的间隙，以解决由形状记忆合金丝所构建的驱动器存在不易密封的问题；其虽然能够利用空气间隙，实现保温性能，而提高响应速度。

但是，在上述技术方案中，采用热缩管与空气配合而实现密封，但是在使用过程中发现不易进行密封，主要由于记忆合金丝在工作过程中会在较大位移的移动，大大提高了密封结构与成本；此外，通过设置空气间隙，会导致难以利用海水对记忆合金丝的温度进行降温，从而无法利用海水自然冷却而实现更高的运动速度。此外，上述记忆合金丝驱动组件在实际过程中，存在其响应速度与能耗这一矛盾，即记忆合金丝在水中可以获得更好的冷却效果，这有助于它获得更高的运动速度，但过快的冷却会导致加热过程中存在严重的能源浪费，而保温处理可以减少能源浪费，但也会使冷却速度再次降低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种密封性能好，且便于制造的形状记忆合金丝驱动组件；

本发明的第二目的是提供一种适于制造上述形状记忆合金丝驱动组件的方法；

本发明的第三目的是提供一种采用上述形状记忆合金丝驱动组件构建致动器的机器蛙人；

本发明的第四目的是提供一种机器蛙人，以基于对其仿人机械臂上的抓取机构的结构改进，能有效平衡抓取或释放过程中的响应速度与能耗。

为了实现上述主要目的，本发明提供的形状记忆合金丝驱动组件包括柔性管壳及套装在柔性管壳内的记忆合金丝与温度监测传感器，温度监测传感器的数据线穿过柔性套管的管口而输出温度监测信号；记忆合金丝的两端部伸出柔性管壳，用于连接外部构件；在柔性管壳与形状记忆合金丝之间填充有凝胶状混合物，凝胶状混合物由硅油与硅脂按3.5:1至4.5:1 比例混合而成。

在上述技术方案中，基于由硅油与硅脂按3.5:1至4.5:1比例混合而成凝胶状混合物，不仅能有效地确保形状记忆合金丝的抵抗海水的腐蚀性，且基于该配比而所存在的理化混合物的流动性及粘滞系数，在低阻力下提升混合物的水下使用寿命；由于使用凝胶状混合物构建绝缘，不会排出的同时，能简化与之连接结构的密封复杂度，而降低成本。

具体的方案为凝胶状混合物由硅油与硅脂按4：1比例混合而成。在该配比下，能够实现最优效能。

优选的方案为柔性管壳由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。

优选的方案为形状记忆合金丝为双向形状记忆效应形状记忆合金丝；温度监测传感器为热电偶。

为了实现上述第二目的，本发明提供的制造方法以下步骤：

预处理步骤，对形状记忆合金丝通电驱动多次；

预混合步骤，按照预设配比准备准备硅油与硅脂，并将一半的硅油与硅脂混合，搅拌至糊状；

再混合步骤，再将另一半的硅油与混合物混合并搅拌均匀，得到凝胶状混合物；

组装步骤，将温度监测传感器及经驱动处理过后的形状记忆合金丝插入柔性管壳内，再向柔性管壳内注满凝胶状混合物。

具体的方案为在预处理步骤中，对形状记忆合金丝进行通电驱动2次至3次。

具体的方案为在再混合步骤中，判断是否混合均匀的基准为混合物中是否有白色絮状漂浮物存在；并在混合均匀之后，利用真空泵除去混合物中的气泡。

优选的方案为在组装步骤中，在向柔性管壳内注满凝胶状混合物的过程中，利用向外流出的填充液排出注射过程中所引入的气泡，并对套装在柔性管壳内的形状记忆合金进行丝通电，至填充于柔性管壳内的凝胶状混合物无气泡生成。

为了实现上述第三目的，本发明提供的机器蛙人包括机身及安装在机身上的仿人机械臂与仿人机械腿，仿人机械臂包括肩关节、大臂、肘关节、小臂及通过腕关节与小臂的末端连接的手掌组件；在仿人机械臂与仿人机械腿上均布设有用于驱动的致动器；致动器包括上述任一技术方案所描述的形状记忆合金丝驱动组件。

为了实现上述第四目的，本发明提供的具体方案为手爪组件包括掌部、抓放驱动器及可摆动地安装在掌部上的手爪，抓放驱动器用于驱使手爪在抓紧位置与释放位置间往复摆动；抓放驱动器包括用于驱使手爪由释放位置摆动至抓紧位置的抓紧驱动器，及用于驱使手爪由抓紧位置摆动至释放位置的释放驱动器；抓紧驱动器与释放驱动器均为基于预载力差分驱动的记忆合金丝驱动器；记忆合金丝驱动器包括支架及可沿第一方向移动地安装在支架上的动子，动子通过驱动连接件与手爪连接；沿第一方向，在动子的前后两侧上各布设有一个紧拉驱动器，均用于驱使动子朝远离另一个紧拉驱动器的方向移动；紧拉驱动器包括形状记忆合金丝、预载用弹性机构及预载连接件；沿第一方向，预载连接件可在靠近动子的第一位置与远离动子的第二位置间往复移动；形状记忆合金丝的一端与动子固连，另一端与预载连接件固连；预载用弹性机构的弹性恢复力用于迫使预载连接件由第一位置移至第二位置。

在上述技术方案中，通过两侧布置用于施加的弹性预载力的弹性机构，即在预定预载力的基础上，当对一侧的预载连接件施加足够大的反向力时，即使记忆合金丝未达到伸缩所需的温度时，仍能进行另一个方向的响应驱动，即采用了预载力差分驱动方案，能有效地解决SMA驱动器水下散热和加热这一对矛盾，从而能够兼顾驱动速度快与功耗低的优点，使得手爪能够在保证高速运动的前提下极大地降低驱动功耗，可有效地延长该机器蛙人的续航能力。

更具体的方案为预载用弹性机构为压簧；紧拉驱动器包括套装在压簧外的套筒，固定安装在套筒的一端上的限位端盖板，及固定安装在套筒的另一端上的止挡端盖板；预载连接件为可移动地套装在套筒内的环体；压簧压于止挡端盖板与环体之间，止挡端盖板上设有供形状记忆合金丝可移动穿过的过丝孔；预载连接件抵靠限位端盖板时，其位于第二位置上。该技术方案结构简单，且能有效地确保工作的有效性。

附图说明

图1为本发明实施例中机器蛙人的立体图；

图2为本发明实施例1中形状记忆合金丝驱动组件的结构示意图；

图3为本发明实施例1中形状记忆合金丝驱动组件的制造方法的工作流程图；

图4为本发明实施例2中手爪组件的结构图；

图5为本发明实施例2中记忆合金丝驱动器的结构图；

图6为本发明实施例2中抓放驱动器的结构示意图；

图7为本发明实施例2中抓放驱动器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例1

参见图1，在本实施例中，机器蛙人的整体结构与公开号为 CN111152244A的专利文献所公开的机器蛙人的结构类似，具体结构如图1 所示，该机器蛙人1具体包括机身10及安装在该机身10上的仿人机械臂 11、仿人机械腿19与控制单元，该仿人机械臂11包括肩关节12、大臂13、肘关节14、小臂15及通过腕关节与小臂15的末端连接的手爪组件2。在工作过程中，通过光纤01与位于水面上的中转站02进行通信连接。

在本实施例，主要为对公开号为CN111152244A的专利文献所公开的机器蛙人的手掌组件上的形状记忆合金丝驱动机构进行改进，也可以对仿人机械臂11与仿人机械腿19上其他地方所用到的形状记忆合金丝的驱动组件结构进行改进，具体为改进之后的驱动组件结构如图2所示。

该驱动组件结构5包括柔性管壳50及套装在该柔性管壳50内的记忆合金丝51与温度监测传感器52；其中，所述温度监测传感器52的数据线 520穿过所述柔性套管50的管口而伸出，并在工作过程中输出温度监测信号；所述记忆合金丝51的两端部页伸出所述柔性管壳50，用于连接外部构件；并在所述柔性管壳与所述形状记忆合金丝之间填充有凝胶状混合物，该凝胶状混合物由硅油与硅脂按3.5:1至4.5:1比例混合而成。其中，柔性管壳50采用乙烯-醋酸乙烯共聚物制成，形状记忆合金丝51选为双向形状记忆效应形状记忆合金丝，温度监测传感器52采用热电偶进行构建；且申请人经测试，在该比例范围内，能很好的满足设计需求，尤其是在4:1 这一比例时，效果最佳。

如图3所示，用于制造上述驱动组件结构5的方法包括预处理步骤S1、预混合步骤S2、再混合步骤S3及组装步骤S4。

预处理步骤S1，对形状记忆合金丝通电驱动多次。

在该步骤中，通常为对形状记忆合金丝进行通电驱动2次至3次，也可根据需要进行3次以上的通电驱动处理，由于形状记忆合金丝最初的几次相变，位移有较大的衰减，原长也会产生一定的变化，因此在制作之前需要将形状记忆合金丝驱动3-5次，否则会严重影响驱动器的性能。

预混合步骤S2，按照预设配比准备准备硅油与硅脂，并将一半的硅油与硅脂混合，搅拌至糊状。

在该步骤中，首先将一半的硅油与硅脂混合，搅拌至糊状，并在静置一段时间后，观察底部是否有白色块状沉淀；如有沉淀产生，则重复搅拌，直到完全混合均匀。在本实施例中，按照4：1的配比准备两种材料的质量。

再混合步骤S3，再将另一半的硅油与混合物混合并搅拌均匀，得到所述凝胶状混合物。

在该步骤中，判断是否混合均匀的基准为混合物中是否有白色絮状漂浮物存在，具体为搅拌至无白色絮状漂浮物存在，具体为将另一半的硅油与混合物混合并搅拌均匀。判断观察标准为混合物中是否有白色絮状漂浮物存在。搅拌完成后静置一段时间，使用真空泵除去混合物中的气泡。完成后的混合物为接近透明的高粘性液体。

组装步骤S4，将所述温度监测传感器及经驱动处理过后的形状记忆合金丝插入所述柔性管壳内，再向所述柔性管壳内注满所述凝胶状混合物。

在该步骤中，在向所述柔性管壳内注满所述凝胶状混合物的过程中，利用向外流出的填充液排出注射过程中所引入的气泡，并对套装在所述柔性管壳内的形状记忆合金进行丝通电，至填充于所述柔性管壳内的所述凝胶状混合物无气泡生成；具体为使用注射器将混合物注入外壳内后缓慢给 SMA丝通电。填充液向外流出并排出注射过程中可能引入的气泡，需要控制加热速度并确保内部无气泡生成。等待外壳收缩至0.6mm左右后停止加热。此步骤插入的合金丝数量根据设计所需的最大驱动力决定。

在工作过程中，温度监测传感器52用于反馈温度进行闭环控制。软性管壳50选用乙烯-醋酸乙烯共聚物，其导热系数为0.038W/m·k，其导热系数接近空气导热系数0.023W/m·k，有助于形状记忆合金丝在水中快速升温。

在本实施例中，由于SMA的变形特性，其外壳的两端通常无法进行闭合，会导致其会暴露在海水中；而采用稳定的硅化合物可以应对海水的腐蚀，且其粘性能有效地确保驱动器在水中移动时填充物不会流出；此外，混合物的动态粘度约为130Pa·s，使形状记忆合金丝可以快速收缩和恢复。

在工作过程中，形状记忆合金丝76的牵引力来自温度引起的内部相变，其单向形状记忆效应SMA可以在拉伸后通过相变而恢复其形状。本实施例中所使用的双向形状记忆效应形状记忆合金丝76经过反复训练，可以在两种长度之间自主切换，而形状记忆合金丝不会记忆除了长度以外的形状变化，且其马氏体相被训练到更长的长度，而奥氏体相被训练到更短的长度。这种训练最终使得形状记忆合金丝76能够加热收缩和冷却伸长。

在安装过程中，将驱动过后的形状记忆合金丝76插入柔性管壳91中，插入的具体数量根据设计所需的最大驱动力决定，在使用注射器将混合物注入外壳内后，缓慢给形状记忆合金丝进行通电。

实施例2

作为对本发明实施例2的说明，以下仅对与上述实施例1的不同之处进行说明。即在本实施例中，为利用实施例1的形状记忆合金丝驱动组件的基础上，对驱动机构的结构做进一步的改进。

如图4至图7所示，手爪组件2包括掌部、抓放驱动器及可摆动地安装在掌部上的手爪21，其中，手爪21的数量为多根，具体为三根或两根；抓放驱动器用于驱使手爪21在抓紧位置与释放位置间往复摆动，其中，在抓紧位置时，三根根弯曲状的手爪21受同步驱动而闭合，以用于对鱼等目标物体进行抓取；而在释放位置时，三根弯曲状的手爪21受同步驱动而张开，以对夹持在其上的目标物体进行释放。控制单元用于根据控制指令而对抓放驱动器的动作进行控制。

如图4至图7所示，抓放驱动器包括用于驱使手爪21由释放位置摆动至抓紧位置的抓紧驱动器，及用于驱使手爪21由抓紧位置摆动至释放位置的释放驱动器，二者均安装在掌部上；在本实施例中，抓紧驱动器与释放驱动器均为如图5所示的记忆合金丝驱动器7。该记忆合金丝驱动器7基于预载力差分驱动，具体包括支架71及可沿第一方向移动地安装在支架71 上的动子73，该第一方向为如图5中箭头所示的方向，动子73通过驱动连接件74与手爪21连接，在本实施例中驱动连接件74采用牵引线进行构建，并可基于公开号为CN111152244A的专利文献所公开的手指摆动驱动结构进行构建，从而拉动驱动。

掌部包括固连座22、安装座23及支撑地固定该两座之间的支撑架24，从而在两者间形成用于布设牵引线的空间；柔性爪21的固定端通过铰轴25 而可摆动地安装在安装座23上；由于驱动连接件74采用牵引线进行构建，抓紧驱动器与释放驱动器均安装在固连座22上，且分别通过一根牵引线与柔性爪21连接，从而对抓取与释放过程进行释放。

对于记忆合金丝驱动器7的具体结构，沿前述第一方向，在动子73的前后两侧上各布设有一个紧拉驱动器75，该两个紧拉驱动器75均用于各自一侧驱使动子73朝远离另一个紧拉驱动器75的方向移动。如图7所示，在结构上，紧拉驱动器75包括安装支架、形状记忆合金丝76、预载用弹性机构77及预载连接件78。其中，预载连接件78与形状记忆合金丝76固连，预载用弹性机构77采用压簧进行构建，而安装支架包括套装在该压簧外的套筒791，固定安装在该套筒791的一端上的限位端盖板792，及固定安装在该套筒791的另一端上的止挡端盖板793。预载连接件78具体为可移动地套装在该套筒791内的环体，即套筒791构成预载连接件78沿其轴向移动的限位导向机构。压簧压于止挡端盖板793与环体之间，并在止挡端盖板793与限位端盖板792上均设有过丝孔，用于供形状记忆合金丝76的可移动穿过，并用于导线的布设穿过。形状记忆合金丝的一端与动子固连，另一端与预载连接件固连；预载用弹性机构的弹性恢复力用于迫使预载连接件由第一位置移至第二位置。

在工作过程中，由于安装支架具有用于对预载连接件78沿前述第一方向的可移动范围进行限制的限位端盖板792与止挡端盖板793，从而可使预载连接件78可在靠近动子73的第一位置与远离动子的第二位置间往复移动，且当预载连接件78抵靠限位端盖板792时，预载连接件78位于第二位置上。

在安装过程中，将手爪21打开到最大张开角度时，即位于释放位置时，再安装收缩用的驱动丝，确保驱动丝绷直；随后，将手爪闭合后，即位于抓紧位置时，再安装张开用的驱动丝，同样确保驱动丝绷直。对于需提供更大驱动力的方案，为配置多根并排布置的驱动丝，且它们之间采用并联方式进行供电。

整个手爪组件2通过三根电线与开关或控制板相连，除地线外的两根分别用于择一地连通张开用形状记忆合金丝或闭合用形状记忆合金丝。手爪组件2的控制方法为通过带比例系数的温度积分前馈量，配合用于对形状记忆合金丝的温度进行检测热电偶的温度输出数据进行闭环控制，其温度控制逻辑如下式(1)所示：

其中，m是一个常数，t是时间，T_0是初始温度，T_Sensor为热电偶测试温度。SMA丝的牵引力来自温度引起的内部相变。单向形状记忆效应形状记忆合金丝可以在拉伸后通过相变恢复其形状，而本专利所使用的双向形状记忆效应形状记忆合金丝经过反复训练，可以在两种长度之间自主切换，该形状记忆合金丝不会记忆除了长度以外的形状变化，其中，马氏体相被训练到更长的长度，而奥氏体相被训练到更短的长度，经这种训练最终使得所得到的形状记忆合金丝能够加热收缩和冷却伸长。

如图6所示，以手爪捕捉目标进入收集箱并释放的动作为例，将抓握方向设置为左侧，负载力方向设置为右侧，形状记忆合金丝的应力受温度影响，具体如下式2所示：

选择不同的预载力F_preload能够实现不同的驱动特性，作为优选，以如下式(4)所示条件为例：

在抓取过程中，接触力由F_Load＝F_SMA＜F_Preload提供。当手爪即将释放时，右侧SMA丝被加热，左侧SMA线开始冷却。所述经过处理的SMA 丝加热速率高于冷却速率。经过短暂的加热时间后，右侧SMA丝达到最大输出力F_{SMA max}。此时左边的SMA丝还没有冷却到相变温度，所以它的长度限制了驱动器的运动，这在普通的驱动器中很常见。在所述预载力差分驱动中，弹簧将被进一步压缩，运动方程如下式(5)所示：

其中，k是弹性体的刚度系数，m是系统的总质量，a是系统的加速度，ε是SMA的应变。与差分驱动相比，x_PDD允许驱动器在SMA丝充分冷却之前加速。在双向偏置力驱动中，情况有所不同。除了左侧的位移，右侧的位移也随着F_SMA的增长而增加。运动方程如下式(6)所示：

在相同温度下，SMA的σ随ε的增加而迅速衰减。这意味着在相同的加热功率下，σ_BFD远小于σ_PDD。这会导致其驱动速度降低。在随后的阶段，右侧SMA丝的σ逐渐增大并达到最大值，左侧SMA丝下降到相变温度并逐渐伸长，但仍未能完全恢复到原来的长度。此时，预载差分驱动能够率先在左侧弹性体的缓冲下完成最大位移。它允许驱动器在其SMA丝冷却完成之前完成一次动作。动作完成后，驱动器有足够的时间等待SMA丝恢复到原来的长度。此功能极大地提高了SMA驱动器在水中的响应速度。对于双向偏置力驱动，尽管左侧弹簧也可以充当缓冲器，右侧弹簧将导致位移损失。这将导致残余位移仍需等待SMA恢复其原始长度才能完成。剩余位移如下式(7)所示：

在上述各个公式中，其相关物理量的含义如下表1所示：

表1上述计算公式所涉及的物理量的含义

奥氏体弹性模量	E<sub>A</sub>
		马氏体弹性模量	E<sub>M</sub>
最大残余应变	ε<sub>L</sub>
		奥氏体温度应力系数	C<sub>A</sub>
马氏体温度应力系数	C<sub>M</sub>
		初始临界应力	σ<sub>s</sub>
峰值临界应力	σ<sub>p</sub>
		最终临界应力	σ<sub>f</sub>
最终马氏体相变温度	M<sub>f</sub>
		峰值马氏体相变温度	M<sub>p</sub>
初始马氏体相变温度	M<sub>s</sub>
		初始奥氏体相变温度	A<sub>s</sub>
峰值奥氏体相变温度	A<sub>p</sub>
		最终奥氏体相变温度	A<sub>f</sub>

在本实施例中，由于手爪21所采用的驱动器具有热切换特性，即可以在双程记忆效应的形状记忆合金丝冷却之前完成驱动动作；因此，可以在保温处理的状态下依然能在水下保持高速驱动。

在上述实施例中的形状记忆合金丝74采用上述实施例中的形状记忆合金丝组件进行构建。并在连接端，将连接组件伸入到柔性管壳内而构建密封连接效果，并在两者为间隙套装的间隙内填充前述凝胶状混合物。

Claims (11)

1.一种形状记忆合金丝驱动组件，包括柔性管壳及套装在所述柔性管壳内的记忆合金丝与温度监测传感器，所述温度监测传感器的数据线穿过所述柔性管壳的管口而输出温度监测信号；

其特征在于：

所述记忆合金丝的两端部伸出所述柔性管壳，用于连接外部构件；

在所述柔性管壳与所述形状记忆合金丝之间填充有凝胶状混合物，所述凝胶状混合物由硅油与硅脂按3.5:1至4.5:1比例混合而成。

2.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动组件，其特征在于：

所述凝胶状混合物由硅油与硅脂按4：1比例混合而成。

3.根据权利要求2所述的形状记忆合金丝驱动组件，其特征在于：

所述柔性管壳由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。

4.根据权利要求1所述的形状记忆合金丝驱动组件，其特征在于：

所述柔性管壳由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的形状记忆合金丝驱动组件，其特征在于：

所述形状记忆合金丝为双向形状记忆效应形状记忆合金丝；

所述温度监测传感器为热电偶。

6.用于制造权利要求1至5任一项权利要求所述的形状记忆合金丝驱动组件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

预处理步骤，对形状记忆合金丝通电驱动多次；

预混合步骤，按照预设配比准备硅油与硅脂，并将一半的硅油与硅脂混合，搅拌至糊状；

再混合步骤，再将另一半的硅油与混合物混合并搅拌均匀，得到所述凝胶状混合物；

组装步骤，将所述温度监测传感器及经驱动处理过后的形状记忆合金丝插入所述柔性管壳内，再向所述柔性管壳内注满所述凝胶状混合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

在所述预处理步骤中，对形状记忆合金丝进行通电驱动2次至3次；

在所述再混合步骤中，判断混合均匀的基准为混合物中没有白色絮状漂浮物存在；并在混合均匀之后，利用真空泵除去混合物中的气泡。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：

在所述组装步骤中，在向所述柔性管壳内注满所述凝胶状混合物的过程中，利用向外流出的填充液排出注射过程中所引入的气泡，并对套装在所述柔性管壳内的形状记忆合金丝进行通电，至填充于所述柔性管壳内的所述凝胶状混合物无气泡生成。

9.一种机器蛙人，包括机身及安装在所述机身上的仿人机械臂与仿人机械腿，所述仿人机械臂包括肩关节、大臂、肘关节、小臂及通过腕关节与所述小臂的末端连接的手掌组件；在所述仿人机械臂与所述仿人机械腿上均布设有用于驱动的致动器；

其特征在于：

所述致动器包括权利要求1至5任一项权利要求所述的形状记忆合金丝驱动组件。

10.根据权利要求9所述的机器蛙人，其特征在于：

所述手掌组件包括掌部、抓放驱动器及可摆动地安装在所述掌部上的手爪，所述抓放驱动器用于驱使所述手爪在抓紧位置与释放位置间往复摆动；

所述抓放驱动器包括用于驱使所述手爪由所述释放位置摆动至所述抓紧位置的抓紧驱动器，及用于驱使所述手爪由所述抓紧位置摆动至所述释放位置的释放驱动器；所述抓紧驱动器与所述释放驱动器均为基于预载力差分驱动的记忆合金丝驱动器；

所述记忆合金丝驱动器包括支架及可沿第一方向移动地安装在所述支架上的动子，所述动子通过驱动连接件与所述手爪连接；沿所述第一方向，在所述动子的前后两侧上各布设有一个紧拉驱动器，均用于驱使所述动子朝远离另一个紧拉驱动器的方向移动；所述紧拉驱动器包括形状记忆合金丝、预载用弹性机构及预载连接件；沿所述第一方向，所述预载连接件可在靠近所述动子的第一位置与远离所述动子的第二位置间往复移动；所述形状记忆合金丝的一端与所述动子固连，另一端与所述预载连接件固连；所述预载用弹性机构的弹性恢复力用于迫使所述预载连接件由所述第一位置移至所述第二位置。

11.根据权利要求10所述的机器蛙人，其特征在于：

所述预载用弹性机构为压簧；所述紧拉驱动器包括套装在所述压簧外的套筒，固定安装在所述套筒的一端上的限位端盖板，及固定安装在所述套筒的另一端上的止挡端盖板；所述预载连接件为可移动地套装在所述套筒内的环体；所述压簧压于所述止挡端盖板与所述环体之间，所述止挡端盖板上设有供所述形状记忆合金丝可移动穿过的过丝孔；所述预载连接件抵靠所述限位端盖板时，其位于所述第二位置上。

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