【摘 要】
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绳牵引欠驱动夹持器是一种利用绳索作为传动装置的自适应夹持器,因其具有结构紧凑、传动简单、传动距离长等优点而被广泛研究。但传统的绳牵引欠驱动夹持器存在如下几点不足:（1）绳索路径设计单一,导致单个夹持器仅能实现设定的夹持姿态;（2）由于绳索到指关节旋转轴心的距离成倍的小于夹持点到轴心的距离,导致夹持器的夹持力成倍地小于绳索拉力;（3）夹持器的夹持力和关节处的角位移对绳索拉力和伸长量的变化比较敏感,进
【基金项目】
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国家重点研发计划课题“面向五金行业的机器人制造加工系统研发”（2018YFB1308003）； 广东省自然科学基金项目“微纳定位机构粘滑驱动死区机理及优化补偿方法研究”（2018A030310352）；
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绳牵引欠驱动夹持器是一种利用绳索作为传动装置的自适应夹持器,因其具有结构紧凑、传动简单、传动距离长等优点而被广泛研究。但传统的绳牵引欠驱动夹持器存在如下几点不足:（1）绳索路径设计单一,导致单个夹持器仅能实现设定的夹持姿态;（2）由于绳索到指关节旋转轴心的距离成倍的小于夹持点到轴心的距离,导致夹持器的夹持力成倍地小于绳索拉力;（3）夹持器的夹持力和关节处的角位移对绳索拉力和伸长量的变化比较敏感,进而导致在夹取目标物过程中夹持器受到绳索影响容易造成目标物夹持松动。针对传统绳牵引欠驱动夹持器存在的不足,本课题进行了以下几个方面的研究工作:（1）在传统单路径绳牵引欠驱动夹持器中引入一条用于使夹持器做多模式夹持的绳索路径,设计了一种能够实现多夹持动作的双路径绳牵引夹持器,相对传统的夹持器具有更多的夹持模式和更大的夹持力。本章首先分析了夹持器实现多模式夹持的条件,接着设计了夹持器的原型机。最后利用ADAMS仿真验证了夹持器多模式夹持特点以及对夹持力的提升作用。（2）设计了一种作用于夹持器关节处的单关节锁紧装置,该装置由死点机构和棘轮机构组成,能够在工作时增加夹持器的夹持力和夹持稳定性。本章首先对锁紧装置进行结构和功能设计,随后对锁紧装置的形状和尺寸进行优化,最后利用软件仿真验证了设计及优化方案的合理性。（3）改进单关节锁紧装置的不足之处,设计了一种由六杆机构和摩擦制动机构组成的双关节锁紧装置,能够增加夹持器的自适应性以及夹取目标物时的整体稳定性。本章首先设计了双关节锁紧装的整体结构,接着优化了连杆机构尺寸,最后分析了摩擦制动机构的结合特点。（4）在仿真实验的基础上,本课题加工了双绳索路径绳牵引夹持器的样机,并对多种不同外形及尺寸的目标物进行了夹持实验,证明了双路径夹持器在多类别目标物的夹持操作过程中具备较强的自适应能力。另外,本课题还制作了单关节、双关节锁紧装置及其相关的绳牵引夹持器,并进行了测量实验,测出了锁紧装置工作时产生的夹持力增强作用和次生角位移,验证了双关节锁紧装置可以明显的提升绳牵引夹持器的夹持自适应性和稳定性。最后,本文对课题现有研究成果的不足进行了总结,并对后续的研究方向进行了展望。
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