自主换装智能三瓜夹持器设计文献综述

文献综述（或调研报告）：

在现代工业领域中，机器人越来越多的被运用于各行各业。作为机器人的执行机构，机器人手爪自然在各行各业中不可缺少并大显身手。由于机器人手爪的应用环境比人手的工作环境大很多，在许多恶劣环境中需要机器人手爪代替人手完成各种任务，所以手爪的适应能力，自主能力，控制能力，抓取能力等就成为了手爪设计水平的标准。一个性能良好的机器人，它的手爪可以实现快速稳定的抓取动作。机器人手爪的功能是否完善、性能是否可靠、工作是否安全将直接影响机器人机械性能的好坏和工作效率的高低，研究机器人手爪的功能要求和设计要点，对推广工业机器人的运用，提高工业机器人的性能，最大限度发挥机器人的效率，具有重要的指导意义。

由于机器人手爪的重要性，美国、德国、日本、俄罗斯等机器人研究强国研制成功了多种通用和专用的机器人手爪，手爪逐渐从简单到复杂，从笨拙到灵巧，灵活性和可靠性得到很大的提高，加上先进的感知系统，具备一定的自主能力，为机器人的灵活抓取和操作奠定了坚实的基础。我国的机器人的研究开始于70年代，起步较晚，手爪研究也相对落后。从80年代至今，在国家863计划和国家自然基金的大力支持下，机器人的研究被列入重点发展的主题，得到大力的发展，手爪的研究也步入了一个良好的发展时期。

机器人手爪在体积，重量，灵活性和可操作性等各项指标上都存在很大区别，主要原因是手爪采用的驱动和传动方式不同。手爪按照驱动源的方式可以分为电机、液压、气动以及

形状记忆合金等，传动系统把驱动器产生的运动和力以一定的方式传递到手指关节，从而使

关节做相应的运动，动系统的设计与驱动器密切相关。虽然驱动源是影响手爪体积重量的重要因素，但是抓取稳定性和灵活性等重要指标取决于传动系统，机器人手爪按照传动方式分有：腱传动方式，连杆传动方式，以及其他传动方式；按照驱动方式分由：人工肌肉驱动方式，形状记忆合金驱动方式，以及欠驱动方式；不同种类的手爪各有其优缺点。

1974年，日本成功研制了Okada多指灵巧手。Okada手爪是第一个真正意义上的多指灵巧手。该手有三个手指，有一个手掌，拇指有3个自由度，另两个手指各有4个自由度。各自由度都由电机驱动，并由钢丝和滑轮完成运动和动力的传递。这种手爪的灵巧性比较好，自身重量也比较小。但是，各个手指在结构上细长而单薄，难以实现校大的抓取力和操作力。

几年之后，美国麻省理工学院和犹他大学于1980年联合研制成功了Utah/MIT手爪，美国斯坦福大学1983年研制成功Stanford/JPL多指灵巧手，意大利Bologna大学先后研制成功了UB-I和UB-II手（1992年），DIST手也是意大利研究人员在1998年研制成功的。 机器人手爪的研究不断进步，逐渐成熟。