机器人行业研究报告：机器人灵巧手（20页）

行业报告下载 2023年08月21日 07:39 管理员

灵巧手是机器人操作和动作执行的末端工具，在机器人学领域属于末端执行器的范畴。从运动学的观点看，灵巧手需满足两个条件：指关节运动时能使物体产生任意运动、指关节固定时能完全限制物体的运动，按照运动学理论，满足上述条件至少要 3 个手指和 9 个自由度。因此，我们定义灵巧手是指数≥3，自由度≥9 的末端执行器。例如日本的 TWENDY-ONE 机器人，其灵巧手拥有 4 根手指和 13 个自由度。两指夹持器通过模仿手指的夹持运动来抓持物体，能够在执行动作的同时夹住和松开目标物体。其优点是结构简单，运动形式稳定，工作可靠，在工业现场常应用于目标零部件的夹取、搬运、换位、装配等。但由于缺乏手指的灵活性，不能对复杂形状的目标进行抓持，无法对目标物体实施操作。该类夹持器已有多种标准化的产品，例如德国 SCHUNK 公司的气动平行爪夹持器、FESTO 公司的气动夹持器等。

多关节手指抓持手在其手指上设置多个关节，具有对目标物体进行仿形接触和抓持的可能性，扩大了抓持范围，能够提高抓持的稳定性和可靠性。软体多指抓持手在抓取物体时可根据物体形状更自然妥帖地调整形态，在操作易碎品或不规则物体(如鸡蛋、蔬果、个性化零件等)方面具有优势。美国研制了用于国际空间站舱外作业的宇航员灵巧手 Robonaut hand，由 1 个手腕和 5 个手指组成，共 14 个自由度，由于使用了腱绳张力传感器，整手的运动控制更加准确。德国宇航中心先后研制成功了 DLR-Ⅰ和 DLR-Ⅱ灵巧手，共集成了 25 个传感器，包括类似人工皮肤的触觉传感器、关节扭矩传感器、位置传感器和温度传感器等，灵巧手在灵活性和感知能力方面有显著提升。 3）意大利 IIT 研制的 iCub 灵巧手集成了 12 个触觉传感器，48 个压力传感器和 17 个位置传感器以实现灵巧的操作和丰富的感知能力，系统集成度的提高和感知能力的丰富使得多指手在操作时更加灵巧。