機(jī)器人靈巧手
機(jī)器人靈巧手簡(jiǎn)稱靈巧手，是一種具有類似人手結(jié)構(gòu)和功能的機(jī)器人末端執(zhí)行器。基本特征是至少具有3個(gè)手指，每指至少具有3個(gè)
軸線不完全平行的自由度，通常靈巧手還集成力覺、視覺等多種傳感器。
靈巧手能穩(wěn)定抓持形狀各異的物體，并對(duì)其進(jìn)行靈活操作。靈巧手還是與外部環(huán)境溝通的橋梁，傳感器系統(tǒng)可以獲得目標(biāo)物體的位
置、大小、輕重、軟硬等相關(guān)信息，從而有效提高機(jī)器人的自主決策能力。其潛在的用途在于極限或有害環(huán)境下替代人類執(zhí)行任務(wù)，
如太空、水下及核輻射環(huán)境等。
靈巧手自由度減少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后成為機(jī)械手，功能也相對(duì)較弱，可用于工業(yè)場(chǎng)合夾持工件，也可用于人體假肢和人形機(jī)器人。
如圖1所示，自主開發(fā)的仿人形靈巧手。其設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：
1) 采用仿人手布局，具有5指11自由度，尺寸小于人手1.5倍，重量小于2.5Kg；
2) 手指端法向捏緊力大于10N，手指單關(guān)節(jié)運(yùn)行速度大于1rad/s；
3) 拇指、食指和中指指端具有6維力/矩傳感器，主動(dòng)關(guān)節(jié)軸裝有電位計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)角；
4) 單指設(shè)計(jì)模塊化直流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)藏于手指或手掌內(nèi)，內(nèi)部走線。
如圖2所示，四指仿人形靈巧手三維模型。此型靈巧手仿照德國DLR-II設(shè)計(jì)，共有四個(gè)手指12個(gè)自由度。具有完備的設(shè)計(jì)圖紙，
可在較短時(shí)間內(nèi)提供樣機(jī)。
如圖3所示，五指靈巧手抓持典型物體仿真。
圖3 五指靈巧手抓持典型物體仿真
如圖4所示，兩自由度機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。指掌關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是研制仿人形靈巧手樣機(jī)的重要一環(huán)。自主研發(fā)的用于指掌關(guān)節(jié)的兩
自由度機(jī)構(gòu)，具有國際領(lǐng)先的科技水平。此機(jī)構(gòu)對(duì)同類仿生關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值。
圖4 兩自由度關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
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