《表1 基于材料变刚度典型材料对比》

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《微创手术机械臂的可控刚度技术综述》

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现有的材料形式主要有，电流变液、磁流变液[8-10]、低熔点合金（Low Melting Point Alloy，LMPA）[11-12]、形状记忆聚合物（Shape Memory Polymer，SM）[13-14]、电活性聚合物（Electroactive Polymer，EAP）[15]和热塑性聚合物（Thermoplastic Polymer，TP）[16-17]等。研究学者利用这些材料通过控制磁场、电场、温度等一定条件使其在液相和固相之间相互转化，从而调整机械手的刚度。Cheng等[18]和Telleria等[19]已经使用焊料的材料构建了具有热激活关节的机器人。由于材料使用的是焊料，这类材料有着较高的熔点，而人体安全温度为37℃左右，使用焊料变刚度，安全性较低。天津大学团队发明了一种基于相变材料的变刚度单孔机器人操作臂，变刚度腕部可以在手术中实现刚柔转化。它们采用结构材料一体化设计，即可变刚度材料融入柔性关节，使其成为柔性关节的一部分，可变刚度腕部可在手术过程中实现刚性-柔性转换[20]。根据刚性调控机制，主要可分为3种主要机制:相变转变、玻璃化转变和流变液。表1列举了这3种材料具体的典型代表。