基于姿态与力矩空间中机械可实现流形优化的腱驱动手欠驱动设计

抓取协同代表了一种有用的思想，可在不损害通用性的情况下降低抓取复杂度。协同描述了关节之间的协调模式，或以位置（关节角）或以努力（关节力矩）表示。在这两种情况下，抓取协同均可表示为位于高维关节姿态或力矩空间中的低维流形。在本文中，我们使用术语“机械可实现流形”来指代此类流形（在姿态或力矩空间中）中可通过欠驱动手中关节的机械耦合实现的子集。我们提出了一种优化欠驱动手设计参数的方法，以塑造机械可实现流形来拟合预定义的一组期望抓取。我们的方法保证所得协同可在欠驱动手中物理实现，并使所得手既能达到期望抓取姿态，又能在加载抓取时实现准静态平衡。我们在受真实用例启发的三个具体设计示例上演示了该方法，并评估和比较了它们在实际中的性能。