摘要：提出一种新型双夹爪变刚度夹持器,每个夹爪是一个由四根对称旋转柔性支链组成的变刚度柔性并联机构(VSFPM)。夹持器由两个电动机驱动,其中一个宏动电动机用于控制夹爪的开合运动,适应被抓取物体的几何尺寸;另一个微动电动机用于控制柔性支链的旋转角度,以调整夹爪在开合方向的刚度,实现变刚度柔顺抓取,提高对被抓取物体几何形状、材料属性的适应能力。基于刚度投影方法,分析了基于旋转支链柔性并联机构在夹持方向上的变刚度原理;应用基于伴随变换的刚度分析方法,求得了夹爪在任意旋转角度下的刚度模型;通过有限元仿真分析,验证了刚度模型的准确性。此外,有限元分析结果表明,提出的VSFPM机构具有较大的刚度调整范围(0.178~9.663 N/mm),为变刚度柔性夹持器设计提供了新的思路和方法。

关键词：变刚度夹持器 柔性并联机构 刚度模型 有限元分析 

单位：中国科学院大学; 北京101400; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室; 宁波315200