54、具有C形关节和颗粒阻塞手掌的柔性仿人机械手及三指欠驱动机器人抓手设计

具有C形关节和颗粒阻塞手掌的柔性仿人机械手及三指欠驱动机器人抓手设计

在机器人领域，机械手和抓手的设计一直是研究的热点。本文将介绍两种不同的设计，一种是具有C形关节和颗粒阻塞手掌的柔性仿人机械手，另一种是基于柔性差动机构的三指欠驱动机器人抓手。

具有C形关节和颗粒阻塞手掌的柔性仿人机械手

1. C形关节设计
   • 反向刚度特性 ：C形关节具有反向刚度，即关节抵抗弯曲的能力。在正向弯曲时，所需克服的正刚度较低，使手指能顺利弯曲；在非弯曲运动时，所需克服的负刚度较高，能为手指提供强大的负支撑。弹簧钢板还具有自我恢复特性，弯曲后能自动回到原位。
   • 设计优势 ：与大多数仿人柔性灵巧手不同，这种双向刚度关节设计具有更大的负支撑力，解决了手指负握力不足的问题，满足日常包络抓取和握持需求。除拇指外，其他四指结构相同。
2. 颗粒阻塞手掌设计
   • 结构组成 ：手掌结构由阻塞腔、颗粒填充物、硅胶膜和上固定部分组成。手掌上设计有凹槽作为颗粒填充物的阻塞腔，硅胶膜作为密封膜防止颗粒泄漏，通过上固定部件和一圈螺丝将硅胶膜固定在手掌表面。
   • 工作原理 ：当手掌未受负压时，颗粒处于松散状态可自由流动；当目标物体压入阻塞腔时，手掌会包裹物体，通过负压使颗粒变为紧凑状态，手掌刚度增加，从而牢固抓取物体。通过改变正负压力，可改变手掌刚度，完成物体的抓取