想要设计一个机械手有几个关键点吗?

2018-08-18 14:15:40 6

想要设计一个机械手有几个关键点吗?
机械手一般可以分成两大类,即为全驱动机械手和欠驱动机械手,现在业界比较流行的是欠驱动机械手,欠驱动的定义很简单:驱动器的数量小于驱动关节的数量,自然啦,全驱动的定义即为驱动器的数量等于驱动关节的数量。欠驱动的优点在于,成本低(驱动器少)能够很好地去适应所抓物体的形状,控制起来精简,缺点在于机械结构设计难度较大,很容易造成“Fail Back Phenomenon” 也就是不稳定,容易抓东西抓不着,而自己的手指握在一起,就类似于我们去抓很滑的冰块的感觉。全驱动感觉现在不是很流行,因为驱动器实在太多,太恐怖了,各种电源线信号线之类的,所以不多说,太过冗杂,业界机械手的话,还是大多采用欠驱动。

想要设计一个机械手,你需要知道以下几点:
第一:确定驱动器数量以及传动方式:一般机械手都是电机驱动,可以是一个电机也可以是多个,一个电机的机械手只能控制5个手指的张开和闭合,因为是欠驱动的缘故,能够较好地自适应物体的外形。传动方式有很多,现在比较流行的是Tendon驱动,也有不少是连杆,齿轮之类的...

第二:驱动器选型:,就拿电机驱动为例,机械手有一个很重要的指标就是每个Phalanges的Contact Force,你需要根据你需要的接触力大小去反推电机的输出力矩,确定电机型号。在计算接触力的时候,你根据手指的几何参数去确定传递矩阵和雅克比矩阵,欠驱动这块计算比较复杂。计算可以参考Lionel Birglen的Under-actuated Robotic Hands这本书。


第三:传感器选型

你需要很好地控制这个机械手,你当然要知道手指的反馈信息。我们组里的机械手采用的是2类传感器,一类是装在指尖指腹的Touch Senor,一类是装在电机输出端的Absolute Angle Sensor 。

第四:柔性关节设计

像人手一样,掰一掰手指还是挺有韧性的,设计机械手也一样,不可能稍微碰撞一下手指就断掉了T T。柔性这块也是需要花心思去设计的。