三、国内外研究现状及存在的问题
国外现状：
德国宇航中心的最新研究成果：该款灵巧手在 功能和外形上都与人手十分相像，其手指的每个关 节分别由一个袖珍电机驱动，可以彼此独立工作。
三、国内外研究现状及存在的问题
英国Shadow机器人公司开发的机械手基本能像人手一样运 动，并具备人手大部分的抓取功能。另外该机械手的动力 源采用气压驱动的方式，反应灵敏迅速。
2）随形抓取机械手的运动学与静力学分析
基于D-H方法，建立机械手运动学的几何模型及坐标系，利 用坐标变换矩阵建立起各个坐标系之间的变换关系，推导 出随形抓取机械手手指末端的位置矩阵 ;
四、论文拟研究内容
建立随形抓取机械手的抓取力学模型，分析影响作业对象 与工具作用力学的相关因素，揭示机械手的构型参数、对
随形抓取机械手的设计及 运动实现
姓 名 : 王熙杰 专 业 ： 机械工程 学 号 ： 0614109
目录
一、课题来源 二、课题的研究背景及意义 三、国内外研究现状及存在的问题 四、论文拟研究内容 五、论文进展安排 六、参考文献
一、课题来源
本课题来源于兰州市科技专项重点资助项目 项目编号：20750
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2019/6/18
三、国内外研究现状及存在的问题
北京航空航天大学机器人所也先后研发了BH系列 多指机械手。BH-3是基于斯坦福机械手的原理研发的 一款灵机械手手，该款机械手实际上是靠各指节之间 的耦合运动来实现对物体的自适应性，当手指末端的 位置确定以后，整个灵巧手的形态也就随之确定，操 作的适应性性有限。进一步研发BH-4 灵机械手，手 掌决定了四根手指在手掌上的布局，通过设计不同的 手掌结构，整个灵巧手可以呈现拟人状和非拟人状， 而手指只能实现自适应包络 。
象特征参数等对于作业过程中机械手抓取力影响的规律 ；
最后对随形抓取机械手手指进行动力学建模与分析，为机 械手的控制打下基础 。
3）随形抓取机械手抓取运动规划与控制系统设计
随形抓取机械手最基本的两个功能就是抓取和操作，要机 械手完成某一特定的操作任务，就必须对机械手进行抓取 规划；要实现抓取和操作的运动必须依靠控制系统。
三、国内外研究现状及存在的问题
苏格兰触摸仿生（Touch Bionics）公司的最新产品 公司 宣称，最新的这款名为 i-limb机械手是目前最灵活，最易于操 作的机械手。它的每根手指都能根据物体形状不同进行弯曲， 无论是智能手机，还是杯子、小球，甚至是一个硬币都能轻松 拿起。在严格的训练之后，使用者可以将这种机械手的功能发
稳定、可靠、重量轻、对抓取物体形状具有自适应性的随
形抓取机械手具有重要的实际意义。
二、课题研究背景意义
目前,国家对康复工程的发展非常重视,据统计,我国 将近6000多万的残疾人中有多达900万为肢体残疾的人,能 够研究出帮助残疾人进行正常活动的仿人具有随形抓取机 械假肢手具有重要的现实意义。
我国正在大力发展和研制新型航天器,能够制造出在 航天器的船外进行操作的智能太空机器人智能机械手也具 有重要意义。
通常，工业自动化中使用的机械手，都是简单的夹持 器，只能实现简单的开合动作，应用具有很大局限性。出现 这种情况的主要原因有：
二、课题研究背景及意义
抓取稳定性、可靠性低； 对抓取物体形状自适应性差； 质量重，不能实现微小的位姿调整。
二、课题研究背景及意义
目前，社会对企业生产的产品的技术水平要求越来越 高，生产的产品品种形状成千上万，人们迫切从有毒、有害、 高温或危险的工作环境中解放出来愿望等原因, 随着科技水 平的提高以及经济的发展,机械手的应用领域还在不断的扩 大,概念也在不断地拓展,不再局限于搬运、焊接以及大批量 作业的机械手,而是机械手不仅可以替代人手完成一些简单 的操作,还能进行更加复杂的随形抓取和操作。随着机械手 研究的深入和各方面需求的巨大增长, 研制一款结构简单，
挥到极致。（帕特里克·凯恩是英国首位装配智能仿机械手的人 ）如
下图 ：
三、国内外研究现状及存在的问题
国内现状：
HIT/DLR 四指机械手是由哈尔滨工业大学机器人所和德国宇航中心 共同研制的仿人多指机械手，由四根手指组成，食指、中指和无名指均 具有三个自由度，拇指除了具备三个弯曲自由度以外，还有一个类似人 手拇指侧向摆动的自由度，共13个自由度。该机械手操作非常灵活，能 像人手一样抓取不同形状和尺寸的物体，同时在复杂程序的控制下，还 可以弹奏钢琴。但由于该款灵巧手的驱动控制系统全内置在灵巧手内部， 所以该灵巧手的尺寸无法进一步缩小，并且由于该灵巧手高度的操作灵 活性，其手指表面布满了各种类型的传感器，共计有1600多个，除此之 外，还有 600 多个机械零部件，结构比较复杂。
三、国内外研究现状及存在的问题
通过国内外现状对比可知抓取机械手存在问题有:
对抓取物体形状适应性差； 控制结构复杂，重量体积过大； 制造成本昂贵。
四、论文拟研究内容
1）随形抓取机械手总体设计 2）随形抓取机械手的运动学与静力学分析 3）随形抓取机械手抓取运动规划与控制系统设计 4）随形抓取机械手三维实体建模与仿真验证
二、课题研究背景及意义
机器人是新兴的跨学科综合性高新产品，涉及机械、 电子、计算机 、控制理论 、仿生学 、人工智能 、传感器 技术等学科领域和交叉学科 。作为机器人一个重要组成部分 的机械手是一个高度集成化,智能化的小型机构,其设计与研 究也涉及机械、计算机、自动化、电子、材料等多门学科,它 作为末端执行器,在一定程度上也体现了承载机器人的工作能 力。
四、论文拟研究内容
4）随形抓取机械手三维实体建模与仿真验证
运用软件对随形抓取机 械手抓取不同形状的物体 进行仿真分析，验证机械
四、论文拟研究内容
1）随形抓取机械手总体设计
通过分析随形抓取智能机械手的作业功能和作业环境，提 出机械手设计的要求，然后查阅文献，分析总结国内外目 前对随形抓取智能机械手的研究现状 ；
并进一步对目前机械手常采用的驱动技术进行全面的比较 分析，最终提出自己的随形抓取机械手详细方案，并进行 机械手的总体方案设计以及详细的机械结构设计 ；