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常见仿人机器人机械手种类介绍与性能展示(二)2024-01-10 15:04

  这篇文章将介绍如下目录中的第11-20的10种机械手,这里要感谢知友@蔡世勋@刘欢(重名太多无法准确@到)@魏兴峰对目录扩充上带来的帮助。

  高度仿生设计,连杆传动以及每根手指2DoF的低自由度设计,具备极佳的可靠性与实用性。假肢应用(Prosthetic Application)领域的龙头旗舰产品。作者个人认为的性能最可靠的机械手;

  这两只机械手都是来自耶鲁大学的同一团队,因此将这两只手归类在一起介绍,事实上,Yale Hand是SDM Hand的基础上改进而来,从相似的外观上就能可见一斑。耶鲁大学团队的这两只手具有很好的环境适应性(Highly Adaptive),结构简洁且可靠性高,价格低廉(和昂贵的商业产品相比)。同时Yale Hand的设计完全对外开源,以下为相关链接;

  机械结构本身设计紧凑可靠,手掌和指尖具备触觉反馈能力,且支持ROS(Robots/BarrettHand - ROS Wiki),具备设计良好的用户界面。十分成熟的商业产品,售价适中,被广泛使用在各大科研院校;

  高度欠驱动,具备精确触觉反馈和位置反馈的能力,有助于理论分析与预测抓握特定物体时的接触力;

  优秀的仿生设计,主动控制的自由度数目极高,手指操作功能性强,储能装置的应用保证了抓取极佳的鲁棒性,柔性机构的设计也保证了在受到外界扰动时的环境适应性,令人叹为观止的机电系统设计与集成能力——这只手一共有19个主动控制的自由度和38个驱动电机;

  高度仿生设计,手指模块化设计带来独立的手指和手掌运动,具备极佳的灵巧性,多种传感器的运用(角度、力矩,指尖力及阵列触觉传感器)给予了机械手良好的反馈能力。秉承DLR一贯的风格,令人瞠目结舌的高度机电系统集成化——所有的电机、减速箱、机械传动结构、传感器、驱动电路都集成在如上图人手大小的系统中,可以说是刘宏老师当年在DLR成名之作;

  结构紧凑可靠,集成度高,作为产品具有极佳的可靠性和相对亲民的价格。配备的阵列触觉传感器能够提供精确的触觉反馈——接触力位置和大小;

  来自于大名鼎鼎的Festo,动力源是气动可以说是这只手的最大特点,巧妙的连杆设计给予了手指欠驱动的特性。这只手还可以作为外骨骼(Exoskeleton)的应用,去对机械手的手指运动进行遥操(Teleoperation),下文的视频会做展示;

  这是一种基于高度仿生设计原理的机械手,几乎从仿生机械的角度设计并实现了人类手上重要的关节和韧带特征,具备优秀的的抓取灵巧性。这只高度仿生化机械手的出现,一定程度上对人类了解自己的身体构造有着重要而长远的意义。