現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中要求機(jī)器人系統(tǒng)具備一定柔性以適應(yīng)變種變量的生產(chǎn)需求。例如在機(jī)器人分揀及組裝中，機(jī)器人需要快速處理各式不同的物體。使機(jī)器人系統(tǒng)可以穩(wěn)定并且低成本的操控多種目標(biāo)物體是實現(xiàn)新一代高效自動化生產(chǎn)的重要研究目標(biāo)。目前機(jī)器人系統(tǒng)針對多種物體的操作，主要通過機(jī)械手/手指更換設(shè)備或多功能機(jī)械手來實現(xiàn)[1][2]。然而機(jī)械手/手指更換設(shè)備需要部署輔助控制設(shè)備和外部能源供給，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。同時，設(shè)備的控制與供能需要引入電纜或氣管，這會對機(jī)械臂的自由靈活運(yùn)動產(chǎn)生干擾。此外，多功能機(jī)械手僅可適用于一定范圍的操作任務(wù)。對此，我們提出了讓機(jī)器人使用不同工具來操作多樣化目標(biāo)物的方法。這里提到的工具并不是機(jī)器人學(xué)中對終端執(zhí)行器的稱呼，而是同人類使用的鑷子，剪刀等工具一樣的可以被機(jī)械手直接控制的工具。此工具為復(fù)雜的變種變量的操作任務(wù)提供了一項有效的解決方案，它有如下特征：(1) 通過機(jī)械機(jī)構(gòu)實現(xiàn)機(jī)械手到工具的動力傳遞，無需外部控制及供能；(2)結(jié)構(gòu)緊湊，對機(jī)器人的避障路徑規(guī)劃影響極小；(3) 通過設(shè)計不同的工具先端實現(xiàn)可以對多種任務(wù)進(jìn)行有效配適，在更換工具時僅需要對目標(biāo)工具進(jìn)行一次抓取；(4)純機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計，成本低廉，可靠性強(qiáng)。