混合工作模式欠驱动手设计及其接触力分析

• 作者: 李小彭 郭军强 孙万琪 尚东阳 闻邦椿
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 变胞机构 机械手 欠驱动 运动学 接触力
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 机器人及机构学
• 页码范围: 8-18
• 页数: 11页
• 分类号: TH112
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.01.008

摘要

机器人手目前主要应用于机器人与环境的交互.传统欠驱动机器人手的手指末端运动轨迹并不是一条直线,这种运动轨迹使得它们无法抓取桌面上较薄的物体以及小物体.为了克服这个缺陷,许多研究者在欠驱动手结构中加入了直线机构,使其能够捏取平台上的物体,但目前存在的结构均为双指关节结构,相对于三关节手指其抓取范围较小且适用场合较少.为了解决以上问题,设计了一种新型的基于变胞原理的欠驱动手.手指具有三个指关节,它拥有两种工作模式:线性平行捏取模式和自适应抓取模式.在线性平行捏取模式下,该欠驱动手指可视为双关节手指,拥有更好的稳定性;在自适应抓取模式下,该欠驱动手指可视为三关节手指,拥有更大的工作空间且能更好地抓取不规则物体.该机构可以根据目标物体的尺寸、位置和形状特征自适应的改变工作模式.对欠驱动手的手指部分进行运动学分析以及接触力的分析,为设计提供理论参考.制作样机进行抓取试验,试验结果表明,该手拥有较大的适用范围并具有良好的抓取性能.