究现状国外研究现状
欠驱动系统是一种利用少于自由度数目的动力源来驱动机械装置的系统。自1991年Oriolo证明欠驱动系统非完整性定理之后，欠驱动机器人开始得到关注，因其难度较大而进展缓慢。2003年Laliberte和Gosseli
等人研制了一高欠驱动的机械手SARAH14，该机械手由3个三节手指构成，并作为国际空间站中加拿大机械手臂的末端执行器。2004年Carrozza等人研制了另一高欠驱动的机械手SPRINGHa
d19，该机械手由3个三节手指构成，通过肌腱驱动。
22国内研究现状
2004年清华大学研制出了欠驱动机器人手指，可以小范围的抓取各种形状
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f的物体2。2007年上海交通大学研制出了肌电控制欠驱动仿人假肢手13。2005年武汉理工大学谭跃刚等人利用摩擦盘和摩擦轮的性质设计了一种欠驱动机械手4该机械手只需两个驱动源，即可驱动五个自由度，但在实际上，由于摩擦传动的局限性，该机械手控制精度较低。综上可知，目前国内外欠驱动系统主要用于机器人手掌和手指等方面，且在精度较低。而基于欠驱动原理的机器人手腕未见报道。
3课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义
欠驱动机器人由于驱动器的减少，具有重量轻、成本低、能耗低，同时可以增加系统灵巧性，驱动电机失灵而又无法更换的，欠驱动关节可以满足应急使用等众多优点，因此引起学者的广泛关注，成为机器人研究领域的新热点。三自由度欠驱动机器人手腕的研究，有助于丰富欠驱动系统的控制理论，有助于解决机器人体积较大、重量较大、成本较高的现实问题，所以本研究具有很大的理论和实践意义。
4主要研究内容
（1）欠驱动手腕的方案设计与结构设计；（2）欠驱动手腕的自由度分析，运动学和动力学分析（研究手腕末端输出量与驱动源输入量之间的关系），仿真分析；（3）运用ADAMS对欠驱动机器人手腕进行了运动学和动力学仿真，运用ADAMS对欠驱动机器人手腕进行了可控性仿真。运用MATLAB对欠驱动机器人手腕进行运动学验证、工作空间分析和误差分析；
41总体方案
411设计要求腕关节由桡腕关节、腕骨间关节和下尺桡关节及腕掌关节组成如图41所示。主要作用使腕背伸、屈腕及前臂旋转，如图42所示。
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f图41腕关节的组成
图42腕的三个作用
通过分析人类的腕关节的运动特性，可知腕关节具有三个自由度，腕关节对人类完成手工劳动具有非常重要的作用。由于灵活性是机器人性能的重要指标，它是指机器人末端的参考点通常是手腕坐标系的原点在工作空间内某一点时，末端工具可能取得的姿态的多少r