基于对偶四元数的仿人两指协同操作多模式运动分析

为实现类似人手对物体灵巧操作功能,围绕仿人手拇指和食指协同操作物体展开多模式运动研究。将两指协同操作物体抽象为两支路并联机构,被抓取物体、拇指末端和食指末端组成构件视为并联机构动平台,手掌视为并联机构静平台;基于对偶四元数建立该并联机构约束方程,运用素分解进行消元求解;针对所得15组因子方程组解进行分类,发现该两支路并联机构具有平面4R、正交Bricard6R和面对称6R三种运动模式;将各模式对应的因子方程组联立,求解出模式间的过渡构形;通过机构多模式运动仿真实验,验证了过渡构形位置解的正确性,得到了协同操作物体三种运动模式的切换途径,为仿人两指灵巧操作提供了新思路。