姚兴田 王旭光 张 磊 李红兵 戴丽娟 陆 观

(1.南通大学机械工程学院， 南通 226019； 2.上海交通大学仪器科学与工程系， 上海 200240)

0 引言

多年来国内外学者对机器人手爪进行了深入研究和设计。MARTIN等[1]设计的仿人灵巧手拥有20个自由度。PALLI等[2]的设计可实现仿人抓取动作。哈尔滨工业大学与德国宇航局合作研发了四指HIT/DLR-I[3]和五指HIT/DLR-Ⅱ[4]机器人手爪。HIT/DLR-Ⅱ机器人手爪将所有的电机、减速器、传动系统、驱动电路和传感器集成到手掌大小的系统中，每根手指都有4个关节及3个自由度，达到高度仿人手的效果。但这些仿人手爪存在指端夹紧力弱的问题，因此研究者开发了与人相似的肌肉驱动，或称腱传动，来增强夹紧力。如英国公司Shadow Robot研发的仿人手爪Shadow hands[5]采用与人相似的肌肉驱动，使用钢丝绳驱动手指，钢丝绳通过手腕引出连接在外部执行机构上。刘菲等[6]设计的四指灵巧手采用腱传动，能以节省空间的方式驱动手指。XIONG等[7]设计的高度仿人灵巧手采用滑轮组与腱传动的方式，增加了驱动力。XIA等[8]设计的仿人灵巧手采用与文献[7]类似的滑轮组与腱传动方式，并测试了驱动力，获得了较强的抓取力。然而，仿人灵巧手存在结构复杂、实现困难、造价高等问题，难以推广应用。腱传动虽能更好地模拟人手功能[9]，使指端作用力有所增强，但由于腱大多采用钢丝绳，在刚性连接下，时间长容易松动，需要定期更换，其拆装过程繁琐。因此需要设法对腱传动进行改进。

另一类机器人手爪从简化结构、注重实用的角度出发，不追求过于仿人外形。……