多指灵巧手的最佳灵巧性设计.pdf

　 　机器人 专题论文 《机械设计》2001 年 1 月 №1 22 ( ) 文章编号 :1001 - 2354 2001 01 - 0022 - 05 多指灵巧手的最佳灵巧性设计 1 2 杨 　洋 ,张启先 ( 1. 西北轻工业学院 机械工程系 ,陕西 咸阳　712081 ; 　2. 北京航空航天大学 机器人研究所) 摘要 :首先讨论了多指抓持系统中抓持物体的灵巧性 ,指出该系统的灵巧性取决于各手指的性能 。然后 ,分析了单 ( ) ( ) 个手指 单个操作器 的灵巧度 ,通过对手指灵巧性的要求 ,确定手指 操作器 的最佳工作区域 。最后 ,提出具有最佳灵 巧性的多指灵巧手的设计准则 ,并利用两指手 、三指手的设计 ,表明了多指手的最佳灵巧性设计 。 关键词 :灵巧性 ;多指手 ;最佳工作区域 中图分类号 : TP242. 2 　　文献标识码 :A 其最佳灵活性区域 。在此基础上 ,根据多指系统的最 1 　引言 佳灵活性准则 ,结合多指手抓持物体的情况 ,对其进行 最佳设计 ,分别得到了几种不同配置的 ,具有最佳灵巧 纵观现有[1 ] 的灵巧手 ,从机构形式上看大都是多 性的多指灵巧手设计方案 。 指多关节手 ,并且最普遍的是其手指数 目为 3 ～5 个 , 而且各手指的关节数 目,常常为 3 个转动关节 ,基本上 2 　手指抓持的灵巧性 能模拟人手的大部分动作 。从现有多指灵巧手的机构 ( ) 为了简化, 我们假定物体与手指之间接触模型是 组成看 ,均可以看作是由单个机器人臂在基体 手掌 上配置而成 。因此多指手的抓持性能和操作性能 ,不 有摩擦的点接触, 那么, 手指到物体的运动传递仅考虑 ( ) 手指尖的移动分量来实现, 而手指指端的姿态不影响 仅取决于各手指 机器人臂 的性能 ,而且还与这些手 臂之间的合理配置有关 。 物体的运动 。在物体坐标系中, 接触点 i 的速度 V i 与物 ( 体的速度之间有 : 这里牵涉到两个方面的问题 ,其一 ,单个手指 机 ω V i = V o + r i ( ) ) 1 械臂 的运动性能和