盘点 | 常见的仿人机器人机械手种类介绍和性能展示

国际金属加工网 2020年07月03日

仿人机器人机械手由于其精巧的结构与复杂的机械设计难度,大多数的机械手都无法完美“复制”人手的结构和功能,因此由于结构的简化和不同应用场合功能的侧重,就衍生出了大量不同的机械手设计。在这篇文章里将给大家列举几种不同机械手种类与性能展示。(注:针对部分高校、研究院所学术文章的机械手没有明确的名称,故作者根据文章所属对机械手起了相对应的名字;排名不分先后)

Schunk Hand

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图1  Schunk Hand 雄克灵巧手

来自德国的Schunk,属于商业产品。

驱动类型:全/欠驱动结合,齿轮、连杆驱动。

特点:高度仿生设计高度集成化,优化后的高效 9 x DoA (Degree of Actuation) 设计,能够实现绝大部分人手的运动,且支持ROS平台 (schunk_svh_driver - ROS Wiki)。

Shadow Hand

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图2  Shadow Dexterous Hand

来自英国的Shadow Robot Company,属于商业产品。

驱动类型:全驱动 Tendon driven。

特点:高度仿生设计,能够还原人手的所有自由度。

PISA/IIT SoftHand

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图3  PISAIIT SoftHand

来自于意大利的University of Pisa/IIT,属于科研类产品。

驱动类型:欠驱动,Tendon Driven。

特点:高度仿生设计高集成度,使用Synergies理念,单电机控制所有的自由度,极佳的环境适应柔性。

Mars&Sarah Hand

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图4  Mars Hand&Sarah Hand

来自于加拿大的Laval University,属于科研产品。

驱动类型是欠驱动,连杆。

特点是极强的可靠性和鲁棒性,这两只机械手出现于2002年,为机械手(尤其是欠驱动机械手)的发展奠定了理论基础。

HERI Hand

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图5  HERI Hand来自意大利的Italian Institute of Technology,属于科研产品。

驱动类型是欠驱动,Tendon Driven。

特点是中指尺寸非对称化设计,优化后3 x DoA (Degree of Actuation) 能够实现抓握、Pinch以及拇指的Abduction/Adduction,具备手指运动位置以及触觉反馈性能。

Ritsumeikan Hand

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图6  日本立命馆大学的机械手

来自于日本的Ritsumeikan University,属于科研产品。

驱动类型是欠驱动,Tendon Driven。

特点是简洁低成本以及轻量化设计,优化后的4 x DoA (Degree of Actuation) 能够实现绝大多数人手运动。

MANUS Hand

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图7  MANUS HandMANUS Hand

作为欧盟项目内容,属于科研产品。

驱动类型是欠驱动,Tendon Driven。

特点是高集成度设计与鲁棒性,元老级产物,一定程度上奠定了基于tendon driven的欠驱动机械手的设计思路。

SPRING Hand

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图8  SPRING Hand

来自于意大利的Superiore Sant’Anna,属于科研产品。

驱动类型是欠驱动,Tendon Driven。

特点是同样是元老级产物,对于基于Tendon Driven的欠驱动机械手的抓取的自适应性(Self-Adaptive)研究奠定了一定的基础。

RTR2 Hand

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图9  RTR2 Hand

来自意大利的Superiore Sant’Anna,属于科研产品。

驱动类型的欠驱动,Tendon Driven。

特点是轻便高度集成化,是来自2002年的元老级机械手,将机械手欠驱动、差动结构的概念提出在假肢(prosthetic)应用上。

我相信,不论是在学术上还是市场上,还有很多既有精巧的设计又有卓越性能的机械手,欢迎大家留言讨论和补充。

文章转载于“知乎作者任赜宇的《常见仿人机器人机械手种类介绍和性能展示》”一文。

(知乎)

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