模块化欠驱动机械手爪及机器人末端装置开发与应用

完成人：唐术锋，杨永敏，郭世杰，周朋飞，王琳琳，张彪，张文志，何晓东，张学炜，宋晓娟

完成单位：内蒙古工业大学，伊之密机器人自动化科技（苏州）有限公司

目前，我国机器人行业年产值逾千亿元，处于全球市场首位。因作业任务复杂、多样，需面向任务定制开发，现有灵巧手、末端工具机械、电气接口不一、成本高，研发通用性、自适应及低成本的机械手爪及末端装置势在必行。

项目团队在国家、自治区、企业等多个项目的支持下，联合伊之密机器人自动化科技（苏州）有限公司，面向行业需求，实现欠驱动机械手爪及机器人末端装置的理论、技术突破，夯实产学研用，研发、选代新产品，提升企业竞争力。

该项目提出了机械手爪驱动力旋量和关节运动旋量耦合平衡状态机构设计方法，解决了欠驱动机械手爪的“适应性”与“稳定性”抓取问题；发明了刚柔可控机械手指新机构与控制方法，实现了机械手指刚性和柔性状态切换及柔性模式下刚度调控；发明了接口一体化耦合协同控制电驱快换单元，解决了机电接口一体化耦合协同控制电驱动快换技术难题；构建了多轴机械手信息融合优化调控方法，提高了抓取适应稳定性。

项目所研发的产品涵盖欠驱动、刚、柔、刚柔耦合等多模态；电动、气动、液压等多驱动方式，种类齐全；覆盖注塑、压铸、工业产线、极端环境、危险作业等多领域，应用范围广；系列化机械、电气快换接口设计，拓展方便；伊之密机器人在产品性能、价格等方面领跑行业。授权发明专利10件，实用新型专利6件，发表论文2篇。配置有该机械手爪及机器人末端的设备，广泛应用于取件喷涂、镶嵌、机加工企业，相关技术服务支撑国家、企业重点项目开展，取得经济效益4700余万元。

项目成果有利于推动机械手爪及机器人末端装置向通用化、自适应、低成本方向发展；拓展了机器人的应用广度和深度，尤其是在复杂、危险作业方面；项目合作单位伊之密机器人成长为国家压铸、特种加工、协作机器人领军企业，带动行业发展进步。目前，团队正推动该项目在草原生态无人值守、沙漠化防治等方面的应用，筑牢祖国北方生态安全屏障，助力自治区装备制造业基地建设。