1、选题意义

随着我国工业化进程的不断推进，市场上开始出现越开越多的机器人。这些工业机器人可以很好的代替人工做许多枯燥或者危险的工作，它们的出现很好的解放了人力，并帮助各个企业减少了人力成本。并且，根据国内外的工业发展来看，机械手臂^[1]的应用将会越来越广泛。

其中，腕部关节对机器人的性能有着重要的影响，因此腕部的自由度以及柔性控制有着重大的研究意义。

2、研究现状

因机器人的手腕的重要性，所以对腕部的研究己经有了很长的历史，随着计算机等工业化的发展，机器人手腕最近几年的研发与制造都已经有了长足的进步。

近年来，国内外学者^[2]设计了多种手腕机构，可分为３类：１）球型手腕，它的３个关节轴线交汇于一点，位置和姿态解耦，结构紧凑，功重比大，宇航等特殊环境机器人均采用球型手腕．２）非球型手腕，其３个轴线不汇交于一点，结构不紧凑，运动不解耦．３）并联结构手腕，实际为一种小型化的并联机构。

潘存云^[3]等研究了一种基于渐开线球齿轮的机器人柔性手腕结构,由个球齿轮组成的齿轮组，按照一定的规律串联在一起就组成了多系杆的空间运动的行星轮系机构,但是结构不够紧凑。曹海燕等^[4] 设计了一种新型应用于数控磨床上的柔性手腕，此手腕足在上下料系统中工作的，该结构最大的特点就是采用了字形的移动式手爪。张国英^[5]研究了一种新型的并联手腕的构型，其运功性能较好，但结构复杂且体积大。

杨天夫[6]对形状记忆合金弹簧驱动的机械手的运动进行了分析，结果表明采用 ＰＩ控制器控制，能够实现ＳＭＡ 驱动的机械手指的稳定运动，但是机械手的运动易产生偏差。

杨凯[7]等研究了一种用形状记忆合金驱动的柔性机械手，探讨出了基于形状记忆合金电阻反馈的变结构滑模有效的控制策略，其结果表明两级滑模控制器比PI控制的效果要好。H. Yin^*, C. Kong, J. Li and G. Yang[8]等对变刚度、变机构和变机械理论的机器人的抓取力进行了研究，设计了一种新型变刚度软性机器人夹持器，其独特之处在于弯曲变形执行机构的结构解耦和柔性机械手的变刚度机构。

Zhongkui Wang and Shinichi Hirai[9]研究了一种在软夹具动力学中应用的基于参数识别优化的线分段模型，可以精确再现有限元分析的动态变形。Stylianoul, Antonis P. Guess, Trent M[10]等研究了一种膝关节下蹲时的模型，成功模拟了膝关节在运动时的力的变化。 Hume, Donald R[11]等用用显式有限元法进行模拟肌肉驱动的活动的下肢模型元素建模，这种模型可以对肌肉的力进行预测。

田煌，刘松涛，梅江平，陈德雷[12]研究了一种用于高速选位操作的2自由度平移并联机器人的优化设计方法,这种方法使得机器人的运动性能得到了提高。 王建[13]对一种三自由度的球型手腕的运动进行了分析，球型腕整个校拟的工作轨迹行走过程中，产生的误差较小，与理论值相吻介。葛林林[14]对气动人工肌肉驱动的双关节灵巧手指位置控制方法进行了研究，其方法形式简单，系统稳定性好，但存在死区（不能输出），调节规律复杂。刘伊威，赵京东[15]对机械灵巧手的发展做了研究，较好的总结了机械灵巧手的发展历史，现状和趋势。