机器人手爪的研究现状与进展

    2.1.3 欠驱动的机器人手爪

    加拿大MDROBOTICS公司与Laval大学合作研制了非拟人手通用欠驱动手爪SARAH（Self-AdaptingRoboticAuxiliaryHand）,并且作为一种自适应辅助空间换出工具，被放置在称为特殊作用的灵巧操作手臂上，手指的两个任务（开合和换向）由强力和可控的力矩电机控制，可以用来执行多种空间抓取任务，手爪的结构如图13所示。该手爪共10个自由度，3个手指，每个手指有3个关节，另外附加1个转动自由度，整个手爪只用两个电机驱动，一个电机负责手爪的开合，另一个负责手指的转向。采用平面直齿轮差动方式，形成一路输入三路输出，分别去驱动三个手指开合。通过槽轮机构对三个手指中的两个进行位置调整，进行转向，以适合不同形状物体的抓取。

    在国内，清华大学研究出一种具有被动关节的欠驱动仿人型手爪TH-1，结构如图14所示。该手爪追求拟人手的效果，采用片簧和压力传感器实现的变抓取力手指,可使手爪以不同抓取力抓取不同物体。这种变抓取力机构能够应用于各种驱动类型的手指上，采用增速齿轮传动实现手指的驱动。虽然这种手爪具有欠驱动的概念，但是除了大拇指以外，其余手指的关节被固定在一起，手爪的自由度非常少，因此，在包络或者捏取时，对物体的接触约束点变少，因此，抓取不规则物体时的稳定性变差，适应物体形状的能力不强。

    中国科学院合肥智能机械研究所在2004年研制出舱内服务机器人形状自适应手爪，手爪的结构如图15所示，依靠欠驱动的手指，只需要一个电机或四个电机就可以控制九个关节，手爪在舱内完成多种抓取任务。