欠驱动灵巧手的优化设计及仿真分析

传统欠驱动机械手的运动空间相对固定、操作功能单一，对抓取物没有较强的自适应性，为此设计一种新的连杆式欠驱动灵巧手机构，并进行设计优化和仿真抓取实验。阐述了该灵巧手的整体机构设计及工作原理，其可实现包络和指尖两种抓取模式。根据手指的几何尺寸采用协同耦合方式设计手掌尺寸，利用可变手掌协同手指抓取，提高了灵巧手在抓取形状复杂和不同尺寸物体时的自适应性。基于虚功原理建立灵巧手单指各关节的接触力模型，针对抓取过程中存在的抓取力不足及抓取不稳等问题，使用NSGA-II优化算法对单指机构的杆长进行尺度综合。利用建立的虚拟样机进行仿真抓取实验，结果表明，该灵巧手具有较强的自适应性，能够稳定抓取多种形状和尺寸的物体。