輪轂鍛造機器人欠秩耦合端拾器結構設計及優化

袁明新,張全兵,申一虎,申燚

(1. 江蘇科技大學 機械工程學院,江蘇鎮江 212100; 2. 連云港杰瑞自動化有限公司,江蘇連云港 222006)

針對高溫、震動、粉塵等惡劣環境中的鍛造生產,利用機器人代替人工進行生產線自動化升級已成為當務之急。而輪轂是汽車常用配件,突破多品種、多尺寸輪轂鍛件的多自由度欠秩夾持,是提高輪轂鍛造機器人夾持穩定性和安全性的關鍵[1]。

欠秩機構是近年來研究發現的一種新型機構,因其驅動件數目少于機構自由度,也被稱作欠驅動機構,具有自適應包絡抓取不同形狀及尺寸物體的優點[2]。Borisov等[3]提出一種仿人手欠秩端拾器,并基于魯棒控制實現了傳動關節的開合連接,進而實現了抓持自適應;文獻[4]基于神經網絡控制系統提出了可實時抓握控制的三爪欠秩夾持器,并實現了球形物抓取。Heidari等[5]提出一種由二指節手指和三指節手指構成欠秩端拾器,驗證了該結構可抓取較大范圍尺寸物體;Junya等[6]根據四連桿機構和進給螺桿機構提出了一種三指欠秩端拾器,手指在互鎖的情況下相互約束完成夾持工作,實現了生活中常見餐具的抓取。Ren等[7]設計了一種腱傳動非對稱三指欠秩執行器,通過指關節壓力傳感器感知抓取力大小,實現了人手精細化操作模擬;郭鐘華等[8]設計了一種軟體適形夾持器,其夾爪可雙向彎曲來夾持物體,可根據夾持物的外形輪廓改變自身位姿進行自適應抓取;張文增團隊[9]提出了線性空程傳動耦合自適應機器人手,基于帶輪和傳動帶傳動實現耦合與自適應復合抓取功能,并通過機械手抓取力分析驗證了其耦合與自適應性能?！?br>