一种平面混合驱动夹持器的结构优化设计

来源：机器人杂志2016年第3期北京时间：

作者：张祥, 苏衍宇, 王伟东, 杜志江

摘要：本文拟设计获得一种新型的 3 指节 2 指平面混合驱动夹持器，即每个手指的中间和末端指节通过绳轮结构实现欠驱动控制，然而近端指节为独立电机驱动控制．为此，提出了基于虚拟样机和 MATLAB 的欠驱动夹持器动力学分析方法来完成夹持器的结构优化设计．首先，对夹持器进行模型简化，得到了动力学分析模型，并确定了夹持器结构设计变量．其次，定义了 3 种性能指标，包括稳定性、柔顺性和适应性，来分析抓取质量．然后，通过对不同的机构设计参数进行组合并且进行批量化动力学模拟仿真，综合欠驱动夹持器在不同驱动力及不同物体、不同位置偏移情况下的评价指标，设计得到带权重的优化目标函数来应对不同的抓取场合．最后，针对室外采样的任务要求和仿真结果得出的结论，最终设计出一种手指模块化、指间距离可调的欠驱动夹持器的结构方案，该方案可以完成多指手的扩展．

关键词：欠驱动夹持器, 动力学仿真, 优化设计指标, 结构设计