本发明公开防弹射式高自适应性欠驱动刚柔一体化机器人抓手，属于机器人，特别是涉及机器人抓手。
背景技术：
1、随着机器人技术在非结构化环境中的应用不断增加，对机器人抓手的交互能力、输出力范围和可控性等性能提出了更高的要求。传统刚性抓手虽然输出力大、承载力强，但难以操纵脆弱物品；而软抓手虽具有顺应性，却难以提供足够的输出力和承载能力；为解决上述问题，提出了刚性结构与柔性结构结合的抓手，即刚柔耦合抓手，这种设计结合了刚性结构的强度和柔性结构的柔顺性，实现优势互补。
2、机械抓手作为新一代执行器经过数十年的发展，但面临系统结构复杂、不能同时兼顾高灵活性、高稳定性和高通用性等要求。为了简化机械结构，减小体积重量，需要设置较少的驱动器，但这会牺牲灵巧操作的性能。目前大部分机器人手通过链条或钢丝绳等连接件驱动手指关节，这种刚性接触限制了自适应抓取能力，导致抓取稳定性差。专利(cn216180611 u)提出一种双指欠驱动抓手，欠驱动机构与驱动机构配接，用于传递动力至指节机构，第一指节机构和第二指节机构并联执行开合行程，以便抓取或释放目标物体，通过在第二指节机构设置压力传感模组，从而检测双指欠驱动抓手相对目标物体的接触压力，并通过控制模块控制压力在预设范围内，避免破坏物体，用以解决夹爪对目标物体的接触压力不能精确控制的技术问题，根据压力传感器的反馈，控制模块调节电机转动，实现精确控制抓取力度，但该欠驱动抓手压力传感器的测压面较小，由于硅胶垫和扩压板的存在，在抓取不规则物体时难以准确测量接触压力，虽然通过拟合方程进行了校正，但在不同条件下的准确性和可靠性无法保证，其控制模块需要根据压力传感器的反馈进行实时调整，增加了系统的复杂性和对计算能力的要求。专利(cn 118123882 a)提出一种欠驱动抓手，驱动机构分别与第一手指与第二手指保持传动连接，通过驱动机构提供的单一驱动力驱使第一手指和第二手指在外壳体上保持相向运动，第一手指和第二手指的移动速度不同，可以先后接触到被抓物体以完成手抓闭合，从而实现对不规则物体或偏置物体完成抓取，可以有效提高抓取不规则物体或偏置物体的成功率，但该欠驱动抓手驱动机构包括多个齿轮、传动轴和连接杆，增加了设计的复杂性，存在传动误差，不能精确控制，抓取稳定性比较差，通用性较差，可抓取的物体形状种类受限。
3、现有欠驱动抓手主要存在以下问题：(1)系统结构复杂，制造成本高；(2)存在传动误差，位置控制精度较差，或者控制算法较复杂，不便于控制；(3)形状自适应能力和通用性较差，抓取策略的局限性，可能不适用于所有形状和大小的物体，特别是在面对复杂或易碎物体时；(4)抓取稳定性较低，在包络抓取过程存在抓取力不足以及抓取不稳的问题。
4、本发明提出防弹射式高自适应性欠驱动刚柔一体化机器人抓手，基于人手指关节解剖学特征，采用欠驱动原理设计，优化了驱动单元的数量并简化了结构设计，在部分关键组件，如蜗轮蜗杆机构，优先采用标准化部件，制造成本较低；抓取系统的第二指节和第五指节与第三指节和第六指节之间实现了运动上的独立与解耦，简化了控制模型，系统可控性高，这种设计赋予了抓手在抓握复杂形状和多尺寸物体时更强的自适应能力，显著增强其通用性和适用性；本发明配备六个编码器，用以实时测量主要关节转角并反馈给系统，系统能够精确控制抓手的抓取动作，确保了抓取过程的准确性和可靠性；本发明在第一指传动机构和第二指传动机构均引入了被动约束件，在不增加新驱动单元的基础上，有效避免在抓取过程中第一指节和第四指节“弹射”现象的出现，提高了抓取的可靠性；本发明具有两种抓取策略：平行抓取和包络抓取，具备较高的抓取灵活性。
技术实现思路
1、实现本发明目的所采用的技术方案为：防弹射式高自适应性欠驱动刚柔一体化机器人抓手，属于机器人技术领域，特别是涉及机器人抓手；包括传动组基座、第一指传动机构、第二指传动机构以及两个被动约束件：
2、所述第一指传动机构包括驱动轴一、驱动轴二、第一指节、第二指节、第三指节、驱动杆一、从动杆一、驱动杆二、从动杆二、中间杆一、从动杆三、被动约束件一、位置限制器一；所述驱动轴一与驱动杆一固结，驱动杆一通过转动副三与从动杆一连接，从动杆一通过转动副四与第三指节连接，被动约束件一的两端通过转动副二和转动副五分别与驱动杆一、第二指节连接，驱动轴二通过转动副六与第一指节连接，驱动杆二与驱动轴一固结，从动杆二通过转动副七与驱动杆二连接，中间杆一通过转动副八与从动杆二连接，中间杆一通过转动副九与第二指节连接，从动杆三通过转动副十与中间杆一连接，从动杆三通过转动副十一与第三指节连接，第二指节通过转动副九与第一指节连接，第三指节通过转动副四与第二指节连接，位置限制器一的两端分别穿进第一指节和第二指节的导线孔一、导线孔二；转动副二、转动副三、转动副四、转动副五、转动副六、转动副七、转动副八、转动副九、转动副十、转动副十一的轴线相互平行；
3、所述第二指传动机构包括驱动轴三、驱动轴四、第四指节、第五指节、第六指节、驱动杆三、从动杆四、驱动杆四、从动杆五、中间杆二、从动杆六、被动约束件二、位置限制器二；所述驱动轴三与驱动杆三固结，驱动杆三通过转动副十四与从动杆四连接，从动杆四通过转动副十五与第六指节连接，被动约束件二的两端通过转动副十三和转动副十六分别与驱动杆三、第五指节连接，驱动轴四通过转动副十七与第四指节连接，驱动杆四与驱动轴四固结，从动杆五通过转动副十八与驱动杆四连接，中间杆二通过转动副十九与从动杆五连接，中间杆二通过转动副二十与第五指节连接，从动杆六通过转动副二十一与中间杆二连接，从动杆六通过转动副二十二与第六指节连接，第五指节通过转动副二十与第四指节连接，第六指节通过转动副十五与第五指节连接，位置限制器二的两端分别穿进第四指节和第五指节的导线孔三、导线孔四；转动副十三、转动副十四、转动副十五、转动副十六、转动副十七、转动副十八、转动副十九、转动副二十、转动副二十一、转动副二十二的轴线相互平行；
4、所述传动组基座包括电机一、电机二、电机三、传动蜗杆一、传动蜗杆二、传动蜗杆三、从动蜗轮一、从动蜗轮二、从动蜗轮三、从动蜗轮四、驱动轴一、驱动轴二、驱动轴三、驱动轴四、编码器一、编码器二、编码器三、编码器四、编码器五、编码器六、基座壳、中间支撑板；所述电机一、电机二、电机三安装在基座壳上，电机一与传动蜗杆一固结，从动蜗轮一与驱动轴一固结，从动蜗轮一与传动蜗杆一形成蜗轮蜗杆传动，驱动轴一的一端通过转动副二十三与基座壳连接，驱动轴一的另一端与编码器一的磁环部分固结，编码器一的外圈与中间支撑板固结，从动蜗轮二与驱动轴三固结，从动蜗轮二与传动蜗杆一形成蜗轮蜗杆传动，驱动轴三的一端通过转动副二十四与基座壳连接，驱动轴三的另一端与编码器六的磁环部分固结，编码器六的外圈与中间支撑板固结，电机二与传动蜗杆二固结，从动蜗轮三与驱动轴二固结，从动蜗轮三与传动蜗杆二形成蜗轮蜗杆传动，驱动轴二的一端通过转动副二十五与基座壳连接，驱动轴二的另一端与编码器三的磁环部分固结，编码器三的外圈与中间支撑板固结，电机三与传动蜗杆三固结，从动蜗轮四与驱动轴四固结，从动蜗轮四与传动蜗杆三形成蜗轮蜗杆传动，驱动轴四的一端通过转动副二十六与基座壳连接，驱动轴四的另一端与编码器四的磁环部分固结，编码器四的外圈与中间支撑板固结，编码器二的磁环部分与第一指传动结构的第一指节固结，编码器二的外圈与中间支撑板固结，编码器五的磁环部分与第二指传动机构的第四指节固结，编码器五的外圈与中间支撑板固结，中间支撑板与基座壳固结；转动副二十三、转动副二十四、转动副二十五、转动副二十六的轴线相互平行；
5、所述平行抓取策略抓取物体时，第一指传动机构的第一指节与第二指节的夹角保持不变，第二指传动机构的第四指节与第五指节的夹角保持不变，第一指传动机构的第三指节与第二指传动机构的第六指节保持平行夹持在抓取物一两侧；
6、所述包络抓取策略抓取规则物体时，第一指传动机构的第一指节、第二指节、第三指节和第二指传动机构的第四指节、第五指节、第六指节同时与规则抓取物二相互接触；
7、所述包络抓取策略抓取不规则物体时，第一指传动机构的第一指节、第二指节、第三指节和第二指传动机构的第四指节、第五指节、第六指节同时与不规则抓取物三相互接触。
8、本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果为：采用欠驱动原理，减少了驱动单元，同时利用标准化部件如蜗轮蜗杆，有效降低了制造成本；通过运动解耦，第二、五指节与第三、六指节独立控制，简化了控制模型，提升了系统可控性及对复杂形状物体的自适应抓取能力；六个编码器为关节提供精确的位置反馈，确保了动作控制的准确性；引入被动约束件，增强了抓取过程的稳定性，避免了在抓取时第一指节和第四指节出现“弹射”现象；抓取系统支持平行抓取和包络抓取两种策略，提高了抓取的灵活性；本发明在降低成本的同时，提供了一种高效、可靠的自适应抓取解决方案。
1.防弹射式高自适应性欠驱动刚柔一体化机器人抓手，其特征在于：包括传动组基座、第一指传动机构、第二指传动机构以及两个被动约束件；
