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机械设计与制造2026年第02期:一种耐冲击绳驱式仿人手指的设计与运动分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张元林;姜运祥;孙传宗;赵忆文;

单位:沈阳工业大学机械工程学院;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;

摘要:针对传统机械夹爪的手指结构复杂,过载鲁棒性差问题,设计了一种绳驱式仿人手指,并对手指的驱动绳与对应关节之间的运动关系进行映射,进而保证手指的可控性。首先分析人手手指解剖学特征,采用通过孔道对绳进行导引的方式实现关节和传动系统的设计,大幅降低手指零部件数量同时保证了手指的运动精度。随后通过将关节等效为耦合铰链并应用改进D-H法对手指关节进行运动学建模,同时提取驱动绳与手指指骨之间的位置关系,进而得到驱动绳与对应被驱关节之间的运动映射关系,通过Adams进行运动学仿真分析并与理论结果进行对比验证结论的可行性。最后通过冲击精度保持性实验验证了手指的过载鲁棒性。

关键词:仿人手指;;绳驱式;;滚转关节;;耦合机构;;欠驱动机构;;运动学

基金资助:国家自然科学基金资助项目——呼吸道传染病应急检疫机器人基础理论及关键技术研究(92048203)