尹 猛 徐志刚 赵志亮,4 韩 伟,4

1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳，110016 2.中国科学院机器人与智能制造创新研究院，沈阳，110016 3.中国科学院大学沈阳自动化研究所，沈阳，110016 4.东北大学机械工程与自动化学院，沈阳，110819

0 引言

灵巧手与人手功能相似，可以实现类似人手的抓握功能,自问世以来，受到了各研究机构的高度重视[1]，尤其是具有高度灵活性的灵巧手已成为机器人研究的热点之一。仿人多指灵巧手可以作为工业领域的末端执行器，也可以作为残疾人的假肢，还可以在太空、深海、核电站等危险领域代替人手实现精准操作，具有重要的社会应用价值。

根据驱动方式的不同，灵巧手可分为电机驱动、气动驱动、液压驱动和功能材料驱动等，其中电机驱动方式较为常见。

Shadow手[2]为气动驱动的代表，具有5个手指，有24个自由度，其中20个气动驱动，4个欠驱动。它的驱动来源于一种叫做“空气肌肉”的气动装置，并且将驱动部分集成放置于前臂，手指的运动更像人手。气动空气肌肉价格较低、对环境要求低，但刚度和动态特性都较差。SCHULZ等[3-4]将液压驱动应用于仿人机械手，研制了可以作为假肢的灵巧手。液压驱动的优点在于驱动力矩大、传动效率高、反应灵敏，可实现过载保护，稳定性好，但它体积大、管线复杂、密封性要求高、制造维护成本高且易对环境造成污染。

功能材料驱动是指采用形状记忆合金、电活性聚合物等新型材料来驱动手指关节，目前已采用形状记忆合金驱动的有Hitachi手[5]以及ENGEBERG等[6]设计的仿人手指。……