想要設計一個機械手有幾個關鍵點嗎?

2018-08-18 14:15:40

想要設計一個機械手有幾個關鍵點嗎?
機械手一般可以分成兩大類,即為全驅動機械手和欠驅動機械手,現在業界比較流行的是欠驅動機械手,欠驅動的定義很簡單:驅動器的數量小于驅動關節的數量,自然啦,全驅動的定義即為驅動器的數量等于驅動關節的數量。欠驅動的優點在于,成本低(驅動器少)能夠很好地去適應所抓物體的形狀,控制起來精簡,缺點在于機械結構設計難度較大,很容易造成“Fail Back Phenomenon” 也就是不穩定,容易抓東西抓不著,而自己的手指握在一起,就類似于我們去抓很滑的冰塊的感覺。全驅動感覺現在不是很流行,因為驅動器實在太多,太恐怖了,各種電源線信號線之類的,所以不多說,太過冗雜,業界機械手的話,還是大多采用欠驅動。

想要設計一個機械手,你需要知道以下幾點:
第一:確定驅動器數量以及傳動方式:一般機械手都是電機驅動,可以是一個電機也可以是多個,一個電機的機械手只能控制5個手指的張開和閉合,因為是欠驅動的緣故,能夠較好地自適應物體的外形。傳動方式有很多,現在比較流行的是Tendon驅動,也有不少是連桿,齒輪之類的...

第二:驅動器選型:,就拿電機驅動為例,機械手有一個很重要的指標就是每個Phalanges的Contact Force,你需要根據你需要的接觸力大小去反推電機的輸出力矩,確定電機型號。在計算接觸力的時候,你根據手指的幾何參數去確定傳遞矩陣和雅克比矩陣,欠驅動這塊計算比較復雜。計算可以參考Lionel Birglen的Under-actuated Robotic Hands這本書。


第三:傳感器選型

你需要很好地控制這個機械手,你當然要知道手指的反饋信息。我們組里的機械手采用的是2類傳感器,一類是裝在指尖指腹的Touch Senor,一類是裝在電機輸出端的Absolute Angle Sensor 。

第四:柔性關節設計

像人手一樣,掰一掰手指還是挺有韌性的,設計機械手也一樣,不可能稍微碰撞一下手指就斷掉了T T。柔性這塊也是需要花心思去設計的。


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