机床与液压

作者：童晨迪，滕燕，宋科蒙

单位：南京理工大学机械工程学院；南京理工大学机械工程学院；南京理工大学机械工程学院

关键词：双气道;软体手爪;球关节;内骨骼

针对纯软体手爪与刚体材料耦合后自适应能力降低的问题，提出一种双气道球关节内骨骼软体手爪的技术方案。以人体手指外柔内刚的结构为灵感，将刚性骨骼内置于软体材料中；采用串联多球关节骨骼结构，以保证刚性骨骼的多自由度和软体手指的灵活性；每单根手指均为双气道设计，通过控制双气道的气压力实现单根手指不同的位姿，并在此基础上设计由4根软体手指构成的软体手爪。建立单个软体手指的关节弯曲变形理论模型，分析指尖位姿，得到手指关节齐次变换矩阵。制作双气道球关节内骨骼单个手指及软体手爪的试验样机，搭建试验平台，并进行试验研究。单个软体手指的试验结果表明：双气道同时供给50 kPa气压力时，软体手指可绕?x?轴弯曲180°;单气道供给60 kPa气压力时，软体手指可绕?x轴弯曲93°以及绕z?轴弯曲85°;双气道同时供给70 kPa压力时，单根手指能够输出约2 N的指尖压力。软体手爪的抓取试验结果表明：通过对不同单个手指指尖压力的实时采集及多手指模糊PID控制，可实现对软体手爪抓取姿态的实时控制，保证对异形件及易碎物品的柔性安全抓取，提高了软体手爪的自适应抓取能力。

来源：2026年第3期

《机床与液压》期刊编辑部

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