随着科技的发展,机器人行业有了巨大的发展。近几年,对于模块化软体机械臂的研究是机器人领域的热门。本文主要针对模块化软体机机械臂的设计,利用旋量理论进行运动学建模、形状记忆合金(SMA)热力学分析、利用拉格朗日动力学公式进行动力学建模、并进行动力学实验验证。本文的主要研究内容及工作如下:首先,利用三维软件建立三维模型,利用工业级SLA打印机打印三维模型,进行各个零件之间的装配与实验平台的搭建。通过相关资料进行驱动器的分析与选择,在热力学理论基础上分析了驱动器形状记忆合金(SMA)随电流的变化,通过实验推导出形状记忆合金热力学方程。其次,利用恒定曲率法与几何法建立了几何关系,并在旋量理论基础上提出了一种与微元法结合的运动学建模方法。将旋量理论与微元法结合推导出了模块化软体机械臂的运动学方程,并结合数学建模工具进行了运动空间的建立,验证了此种建模方法的正确性。然后,在前几章的基础上,利用Brinson模型理论建立了形状记忆合金的本构模型方程,并利用拟合曲线进行了相应参数的确定。将拉格朗日动力学公式与形状记忆合金的本构模型方程结合,建立了模块化软体机械臂的动力学模型,通过数学软件与机构仿真软件绘制了动力学曲线。最后,对模块化软体机械臂进行实验平台的搭建与动力学实验,操作德国Elektro-Automatik(EA)实验室直流高效电源,通过六轴陀螺仪模块(JY-61)进行位姿的测量,将实验数据处理与曲线绘制,将仿真与实验结果对比,证明了动力学建模方法是有效的。