形状记忆合金（Shape Memory Alloy, 简称SMA）是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形变后，当加热到某一临界温度以上时又可以恢复到初始状态的一类合金。其优良特性：形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME)与相变伪弹性。SMA集感知和驱动于一体，通过加热和冷却可使SMA材料/结构具有感知、判断、执行和自适应的能力。根据文献调研，形状记忆合金螺旋弹簧因能输出较大的力、较大的驱动位移等优点,使其在微型机器人及微驱动系统等领域具有独特的应用前景。因此，对SMA螺旋弹簧力学特性和SMA驱动器的研究，有助于促进SMA材料在工程中更广泛的应用。　　 论文的主要研究工作：　　 1)通过对国内外研究成果的收集，以及对SMA的特性及SMA驱动器的研究现状进行分析，并分别从宏观和微观两个角度对SMA的形状记忆特性进行研究。　　 2)在Brinson形状记忆合金一维本构模型及前人研究的基础上，并结合普通弹簧的计算公式，得到了SMA螺旋弹簧驱动元件的负载、温度和变形量之间关系的力学方程。　　 3)在对SMA螺旋弹簧力学特性分析的基础上，对其设计方法进行对比，并给出了SMA圆柱拉伸、压缩弹簧的设计计算过程。　　 4) 设计并制作了用于测试SMA螺旋弹簧力学特性的实验装置。首先，采用电加热的方式，对NiTi-SMA拉伸和压缩弹簧的力学特性进行实验分析；其次，把所得到的SMA螺旋弹簧力学方程在MATLAB7.0中进行仿真，并与实验结果进行对比、分析，验证了其力学方程的正确性。　　 5)对SMA螺旋弹簧的驱动特性及双程SMA驱动器的动作原理进行分析，给出了电热SMA螺旋弹簧双程驱动器的一般设计方法。　　 6) 设计了一种直线式电热SMA驱动器，对其运动分析，并建立了适用于本驱动器的驱动力学方程。然后对驱动器进行测试，并与所建立的驱动力学方程在MATLAB7.0中的理论结果进行对比、分析，验证了所建立的驱动力学方程的可行性。