基于仿肌弹性欠驱动手的设计与分析

来源：计算机集成制造系统杂志2020年第4期北京时间：

作者：李泳耀,丛明,杜宇,刘冬

单位：1.大连理工大学机械工程学院2.大连理工江苏研究院有限公司3.英属哥伦比亚大学机械工程学院

摘要：针对仿肌腱传动灵巧手存在的驱动单元多、机构体积过大、控制系统复杂等问题,提出一种新型的仿肌弹性欠驱动手。以人类手指解剖学特征为思路,进行了仿人手指设计,通过引入双肌腱和弹性元件来实现手指的欠驱动,并给出合理选择弹性参数的方法,保证了手指的可达空间和抓取可靠性。进行了手指运动学分析,建立了关节空间到肌腱空间的映射关系。为获得最优的手掌尺寸及抓取范围,提出一种手指位置参数优化方法,并给出了评价指标,通过对比验证了该方法的优势。最后,进行了不同形状、尺寸物体的抓取实验,结果表明该欠驱动手具有较强的自适应抓取能力、广泛的物体抓取范围。

关键词：欠驱动手,机构设计,参数优化,实验分析

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51575078);江苏省智能装备产业技术创新中心产业技术联合研发资金资助项目。