差动驱动机械手结构设计及抓取形态研究

为了解决传统欠驱动机械手仅能被动适应抓取物体形态的问题,提出了一种基于绳索与形状记忆合金(SMA)弹簧的差动驱动机械手,可以根据被抓取物体特征主动控制手指的抓取形态,更符合人类手部的抓握特点。采用D-H法建立手指的运动学模型,分析了手指的工作空间;根据力矩平衡原理建立了机械手的静力学模型,阐明了驱动绳索的驱动力、手指关节等效刚度对抓取形态的影响规律,并通过ADAMS仿真对理论分析结果进行验证;最后,对样机进行试验测试,研究结果表明,根据物体的轮廓大小,通过主动控制机械手绳索驱动力与手指关节的等效刚度,可以完成包络、捏取等典型的抓取动作,进而实现对不同形状、尺寸物体的稳定抓取。