机械工程学报

作者：龙奕琳, 王彬峦, 金弘哲, 徐威铭, 赵杰

单位：1. 哈尔滨工业大学机器人研究所 哈尔滨 150000;2. 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150000

关键词：变刚度执行器,差动轮系,柔性手爪,手爪刚度,欠驱动；

基金：科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目课题（2021ZD0201403）和国家自然科学基金集成项目“面向航空制造的人-机器人协作技术及应用研究（92048301）资助项目。

结合差动轮系和杠杆原理设计了一种调刚范围从0~+∞的变刚度执行器，并完成了其结构优化设计和调刚能耗优化设计。该变刚度执行器具有变刚度范围大，调刚能耗需求低，占用空间小，易控制，响应速度快，可靠性强，技术实现可行性高等优点，具有一定的实际应用意义。在此基础上设计了一款欠驱动变刚度柔性手爪，将变刚度执行器作为手爪关节的驱动单元，通过调节变刚度执行器的刚度来改变手爪的刚度。最后，搭建了变刚度柔性手爪的硬件平台，对变刚度执行器进行了刚度测量，验证了所设计的变刚度执行器在进行刚度调节上的可行性。进行了变刚度柔性手爪的力控制实验，成功实现了对柔软物体的抓取。对变刚度柔性手爪的单指进行了性能分析，并验证了手指刚度与变刚度执行器刚度呈正相关关系，完成了变刚度柔性手爪性能实验验证。

来源：2023年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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