基于力封闭的异型两指机器人手抓取方法研究

扣件组件拆装是铁路维护与检修的重要环节之一。针对铁路扣件组件具备装配关系约束、非规则外轮廓和狭小操作空间的问题,设计了一种用于扣件组件整体抓取的异型两指机器人手,利用多个接触指端、手掌和手指开合动作对部分扣件组件形成主动包络,将扣件组件整体抓取问题转换为单个组件的力封闭抓取问题。建立稳定静力抓取模型,利用拉格朗日乘子法求解摩擦锥非线性约束条件,并通过调节法向力权值系数求得满足力封闭抓取条件的手指接触力。实验结果表明,异型两指机器人手能够实现扣件组件的部分主动包络,并有效保持扣件组件装配关系。基于力封闭抓取成功率为90%,相较于主动包络抓取提高30%。