赵英涛，Kevin Montes Dorrego，李 亚，毕德学

(天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室，天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

近些年来，机器人技术快速发展，机器人被广泛应用于诸多领域，代替人类完成比较危险的任务.末端执行器是机器人去完成各种工作的关键执行部分.理想的末端执行器应该具有结构简单、易于控制[1-3]、通用性强等特点，能够抓取多类物体.国内外已有各种类型的机械手，例如，早期日本的 KONDO机械手[4]和 NASA开发的 Robonaud机械手，在国内有清华大学设计的拟人机械手TH-3B[5]以及赵思宇[6]设计的欠驱动机械手.本文采用欠驱动原理设计出一种结构简单、通用性更强的机械手.此欠驱动机械手采用 3D打印技术制作，不但能实现稳定抓取工件的功能，而且制作成本低、易修复且质量小，能满足UR5机器人对手臂质量限制的要求.

1 欠驱动机械手的机械设计

1.1 欠驱动原理及特点

欠驱动是相对于全驱动而言的，欠驱动是指驱动器数目少于本身自由度数目，而全驱动是指在正常工作条件下机构自由度的数目与驱动器数目相同[7].多指机械手的手指通常有很多关节，全驱动方式意味着每个关节都必须加装驱动器；而欠驱动方式下，通常只需要很少的驱动器驱动，依靠弹簧、限位装置等结构正常工作.如，一个两关节欠驱动手指的工作原理如图1所示[8-9].

图1 两关节欠驱动手指工作原理Fig. 1 Working principle of underactuated fingers with two joints

1.2 欠驱动机械手机构设计

欠驱动3D打印机械手的总体设计……