题目：主被动复合驱动指爪机构的动力学建模及阻抗控制方法

    随着空间在轨服务技术的不断发展，空间机械臂在航天器装配、卫星维护、回收、在轨燃料加注等任务中扮演着重要角色，而空间末端操作器作为系统的执行器，是机械臂最为重要的组成部分之一，具有重要的研究意义。同时，随着在轨服务任务的多样化，对末端操作器的适应性要求越来越高，因此结构紧凑、体积小、功能多、适应性强的末端操作器设计是在轨服务的核心技术。

    本文针对空间在轨服务任务的多样化需求，基于主被动复合驱动思想提出一种自适应末端操作器——二指连杆欠驱动指爪机构。在描述指爪机构运动学关系的基础上，建立指爪机构的动力学模型，通过静力学对其抓取模式进行定量分析，并且研究基于触觉传感的关节力矩阻抗控制方法，最后对所设计的指爪机构和控制方法进行实验验证。具体研究内容如下：

    首先，推导指爪机构的运动学关系，在此基础上，引入虚拟弹簧法，用虚拟弹簧代替约束副，结合Lagrange方程建立系统完全解耦的动力学模型，为控制器的设计奠定模型基础。

    然后，结合驱动力、弹簧力以及接触力之间的力矩平衡关系，建立指爪机构的静力平衡方程，推导机构抓取目标物的平衡约束条件，并据此分析不同接触点的抓取模式，并利用数值仿真验证理论分析的有效性。

    在此基础上，通过在指尖引入分布式触觉传感器，精确测量目标抓取过程中接触力的动态特性，并设计关节力矩阻抗控制器，实现指爪对不同刚度物体的自适应力抓取。

    最后，搭建指爪机构的实验平台，设计指爪机构控制系统的软、硬件，完成指爪机构对不同形状、不同刚度目标物的抓取实验，比较指爪机构对不同形状物体的抓取模式以及不同刚度物体的抓取力，验证机构设计和控制方法的有效性。