在实现机械手的拟人化动作方面存在挑战。
多年来,人们一直致力于机械手抓取的研究,用机械手代替人手来更好地实现抓取、传递和分拣。对于大多数机械手来说,实现拟人化和灵活的抓取和挤压动作仍然是一个很大的挑战。而且拟人机械手具有非常复杂的机械结构,需要设计复杂的控制系统来实现其柔性控制。同时,虽然可以采用各种传感信息,但仍不能保证其可靠性和安全性,严重限制了柔性拟人机械手的广泛应用和商业化。
传统的并联手爪由于缺乏刚性和柔性,不足以处理精细物体。其他灵巧的机械手通常手指笨重,依赖复杂的时变电缆驱动器,或者过于昂贵。
受生物学的启发,德国FZI研究中心的研究人员提出了一种SNN(spike neural network)来控制机器人手执行软抓取。该控制系统应用于舒克·SVH的5指抓取不同形状、大小和硬度的物体。
在医院和家庭等非结构化环境中,机器人需要能够执行灵巧的操作任务,例如处理药丸、硬币或其他易碎的小物体。许多现有的机器人末端执行器是专门为工业应用而设计的,其重点是大型刚性物体的可重复和鲁棒操作。这些末端执行器可以施加很大的力,这使得它们很容易损坏小而精致的非刚性物体,如浆果和扑克牌。
由于其在安全性方面的优势,近年来人们对柔性机械手的兴趣越来越大。麻省理工***在机器人领域的***国际会议“机器人:科学与系统(RSS) 2020”上展示了一对配备高分辨率触觉传感器的机械手。他们可以灵活操作电缆、电线等可变形物体。
在医院和家庭等非结构化环境中,机器人需要能够执行灵巧的操作任务,例如处理药丸、硬币或其他易碎的小物体。许多现有的机器人末端执行器是专门为工业应用而设计的,其重点是大型刚性物体的可重复和鲁棒操作。这些末端执行器可以施加很大的力,这使得它们很容易损坏小而精致的非刚性物体,如浆果和扑克牌。
由于其在安全性方面的优势,近年来人们对柔性机械手的兴趣越来越大。麻省理工***在机器人领域的***国际会议“机器人:科学与系统(RSS) 2020”上展示了一对配备高分辨率触觉传感器的机械手。他们可以灵活操作电缆、电线等可变形物体。
台达机器人广泛应用于各种工业制造和包装过程中的拾取和放置任务,具有高效率和准确性。然而,它们用于其他目的还没有被广泛研究。尤其是学术界和工业界使用的很多合作机械臂都配有两指平行爪或者真空爪。一些实验室和公司使用非常昂贵和复杂的拟人(人形)手,但由于其自由度高,通常很难自主控制。其他研究人员也开发了自己的手,如软气动手爪或干涉手爪,但它们通常工作空间较小,精度较低。
台达微型机器人制成智能机械手
美国卡内基梅隆大学研究人员开发的机械手由一个末端执行器和两个3自由度Delta机器人模块组成。与其他夹持器相比,他们的micro Delta机器人使用封闭的逆运动学解决方案和软材料,从而实现高精度并提供安全性。此外,他们的末端执行器是通过使用3D打印和现成的零件来实现的,模块化零件可以很容易地更换和低成本生产。当与其他商用灵巧手的成本进行比较时,可以发现其并联机构Delta机器人的机械手具有兼容性、低成本、易于制造和模块化的特点。
研究人员使用带有活动铰链的柔性平行四边形连杆的Delta机器人,两个活动铰链沿正交轴旋转,以近似三角形连杆中的万向节。每条腿由两个梁组成,它们作为四杆平行连杆机构移动,将运动从线性致动器传递到末端执行器。这些平行四边形有0.375毫米的铰链,2.5毫米和4.5毫米厚的横梁。三角形连杆连接在三个迷你电动线性致动器的末端,行程为76.2mm,***大负载为20 N,带有两个Delta模块的夹钳总重量为1.03kg,机械手安装在FrankaPanda机械臂上,可以在任务执行过程中提供额外的机动性。
更多详情了解:机器人抓手
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