软体仿人灵巧手的研究进展

刘羿伯; 肖华平; 刘传旺; 孙振皓; 郝天泽; 刘书海

doi:DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.06.021

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软体仿人灵巧手的研究进展

综述 | 更新时间：2025-06-18

- 软体仿人灵巧手的研究进展
- Research status of soft anthropomorphic dexterous hands
- 机械传动 2025年49卷第6期页码：159-176
- 作者机构：
  
  中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京 102249］
  2.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津 300384
  3.天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心，天津 300384
- 作者简介：
  
  刘羿伯，男，1995年生，陕西西安人，博士；主要研究方向为软体仿人灵巧手、柔性触觉传感器；2021310304@student.cup.edu.cn。
  肖华平（通信作者），男，1983年生，四川广安人，副教授；主要研究方向为软体机器人技术、高端油气装备设计；hxiao@cup.edu.cn。
- 基金信息：
  
  北京市自然科学基金项目(3232013)
- DOI：DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.06.021
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-06-05，
  
  修回日期：2024-09-12，
  
  纸质出版日期：2025-06-15
- 稿件说明：
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刘羿伯，肖华平，刘传旺，等. 软体仿人灵巧手的研究进展［J］. 机械传动，2025，49（6）：159-176.

LIU Yibo，XIAO Huaping，LIU Chuanwang，et al. Research status of soft anthropomorphic dexterous hands［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（6）：159-176.
刘羿伯，肖华平，刘传旺，等. 软体仿人灵巧手的研究进展［J］. 机械传动，2025，49（6）：159-176. DOI： DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.06.021.

LIU Yibo，XIAO Huaping，LIU Chuanwang，et al. Research status of soft anthropomorphic dexterous hands［J］. Journal of Mechanical Transmission，2025，49（6）：159-176. DOI： DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.06.021.

摘要

意义

软体仿人灵巧手是一种由柔性材料构成的机器人末端执行器，可以实现类人的抓取及操作，具有高度的灵巧性、出色的环境适应性和人机交互中的安全性等特点。【分析】综述了国内外软体仿人灵巧手在灵巧性和抓取操作能力方面的表现；从驱动方式、材料与制造、建模和控制方面对软体仿人灵巧手的研究现状进行了详细的介绍和分析；讨论了软体仿人灵巧手所面临的潜在挑战与可能的发展方向，指出提升其灵巧性和触觉感知能力是未来研究的重点方向。

Abstract

Objective

In order to achieve the capability of whole process unmanned operation of the Robo-Sweep intelligent cleaning robot

it is necessary to develop a set of unloading mechanisms that meet various needs.

Methods

Firstly

according to the overall design scheme of the whole machine

the preliminary design of the unloading mechanism was carried out through the graphical method. Secondly

based on Adams software

a parameterized virtual prototype model of the unloading mechanism was established to perform kinematic and dynamic simulations of the unloading mechanism. Finally

taking the maximum thrust of the linear actuator during the lifting and tilting process as the optimization objective

through sensitivity analysis

the hinge joints that have a greater impact on the optimization objective were selected as design variables

and performance constraints and interference constraint functions were set. By using its parameter optimization design function

the optimal design values of the hinge joint positions of the unloading mechanism were determined

which in turn provides a basis for the selection of linear actuators.

Results

Through comparing the data before and after the optimization

the maximum driving force of the lifting linear actuator is reduced by 17.6%

the maximum driving force of the tilting linear actuator is reduced by 5.8%

and the maximum acceleration of the garbage bin at the beginning of tilting is reduced by 26.9%.

关键词

Keywords

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