张可科，熊蔡华，贺 磊，熊大柱

（华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉 430074）

0 引 言

理想的假手应在形状和功能上与真手一样，它不仅能替代人手的感觉和运动功能，而且还要像人手一样具有优美的外形，但目前的技术还远远达不到这个理想的要求[1]。

随着机器人技术的飞速发展，一些研究者试图研制出更加精巧的灵巧手，研究的方法和手段主要包含4 个方面：①人手基本生理结构的研究；②手爪模拟人手的结构和功能；③手爪感知系统的研究；④手爪控制方法的研究。目前该研究已取得了一些重要的成果，相继有一批著名的多关节多指灵巧手问世。作为残疾人假肢使用的假手，如加拿大的TBM 手[2]，英国的I-limb 手[3]等，其结构简单，体积重量与人手相近，具有装饰功能。目前已投入使用的商用假手多数只有1～3 个自由度。国内哈尔滨工业大学和德国宇航中心最新研制了集成度和拟人化程度高的五指仿人手，该手具有很强的操作能力，但质量有1.5 kg[4]，不适用于假肢场合。为了实时、有效地控制机器人多指手，机器人多指手自由度不宜过多[5]。最近有研究称假肢手的最佳驱动数为3 个[6]。为了减少驱动数，一些假肢手尝试用一个电机驱动同时驱动拇指的弯曲和侧摆，例如MANUS 手[7]，但是传动机构过于复杂。

传统驱动方式控制电路复杂、体积大，影响控制的可靠性，软件设计工作量也大[8-9]。Shigeo Hirose 于1978 年首先提出了绳索式欠驱动机构，奠定了欠驱动研究的基础。欠驱动的基本原理是系统的驱动数少于自由度数。……