侯津博，刘静娜，叶龙飞，胡凯恒，管邦龙，梁 洺，李卓欣

（1.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384；2.机电工程国家级实验教学示范中心（天津理工大学），天津 300384；3.天津理工大学集成电路科学与工程学院，天津 300384）

机械手[1]是一种模仿人手的某些动作功能，按照固定的程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可以代替人手从事繁重危险的作业，例如在石油勘探、高空架设以及装备制造等诸多领域充当重要角色，但其在功能性、灵巧性、精密性和适应性上通常难以兼顾。因此，研制一种可以完成高难度、高灵敏度和高精密度作业的仿人机械手已经成为当前研究领域的重点课题。

20世纪80年代起，许多研究者开始了对绳索驱动型机构的研究，其中对绳牵引并联机器人的研究最为显著[2]。这种以轻质绳索传递动力的方式赋予机构一定的被动顺应性，使得设计结构简单，有质量负载比大、动态响应好、工作空间跨度大等特点，现已被广泛应用于航空航天、大型轮船舰艇制造、机械加工等领域[3]。基于此，国内外一些机器人研究机构开始了灵巧机械手的研究[4]。在国内，2009年，清华大学基于欠驱动原理开发了欠驱动机械手GCUA Hand[5]，该手共有5根手指，每根手指3个自由度，由弹簧、绳索和电机联合控制手指屈伸。在抓握物体时，末端指节会逐渐向目标物体运动，且手指的中关节可以主动弯曲。因此，抓取、握手、弹钢琴等是GCUA Hand的典型应用[6]。……