提出了一种可应用于微小型水下机器人摆动关节的形状记忆合金差动驱动方法及其实验装置。分析了形状记忆合金差动驱动的摆动关节运动机理；针对不同结构参数的形状记忆合金驱动器在不同驱动条件和外界环境下的热力学性能，对形状记忆合金驱动器的响应能力、驱动力及能耗展开实验研究和分析；采用多目标优化设计理论和算法，对形状记忆合金差动驱动器的综合热力学性能进行了优化，得到了满足使用条件的形状记忆合金驱动器最优结构参数和与之匹配的控制量。