2023年机器人灵巧手行业专题报告:功能完备性与成本的博弈
- 来源:广发证券
- 发布时间:2023/12/30
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机器人灵巧手行业专题报告:功能完备性与成本的博弈。特斯拉Gen2灵巧手性能提升,是未来持续迭代方向。根据特斯拉23年12月公布的视频,二代人形机器人产品单手具有11个自由度,运动的速度和抓取性能大幅提升,每一个指节均配有触觉传感器,可完成双指捏起并传递鸡蛋等复杂动作,其中的亮点包括:(1)精准力控:力控恰到好处,双指捏起但不捏碎鸡蛋;(2)脑手协同:灵巧手可以精准完成大脑下达的命令并实时反馈连贯完成动作。功能与成本的博弈,自上而下从应用场景选择合适的灵巧手。马斯克提出灵巧手需要实现“穿针引线”的功能,同时提出了对于量产的成本要求,由此引出了灵巧手方案选择上的核心矛盾&m...
引言:场景驱动下的灵巧手方案的选择
灵巧手的感知能力优化,抓取性能增加是特斯拉二代产品的亮点之一。根据特斯拉 23年12月公布的视频,二代人形机器人产品单手具有11个自由度,每个手指独立 控制,同时手指配有触觉传感器,可以用两个手指捏起鸡蛋,力控可以做到很精 准,从事精细化物体操作。 未来灵巧手面临的问题和当前人形机器人所面临的问题非常相似,马斯克提出灵巧 手需要实现“穿针引线”的功能,同时提出了对于量产的成本要求,由此引出了灵 巧手方案选择上的核心矛盾——功能完备性与成本之间的取舍。
灵巧手的应用场景和功能实现有赖于传动原理和零部件选型。灵巧手核心零部件包 括驱动、传动、传感三部分,其中驱动电机、传感器种类具有一致性,而传动部分 差异性较为明显,以此可以划分出连杆、绳驱、齿轮等技术路线。 (1)连杆传动:重复定位精度高,刚度大,强力抓取,但适应性较差。以因时机 器人灵巧手为代表,根据因时机器人产品手册、爱采网数据,该产品具有12个关节 和6个主动自由度,指尖力10-15N,可以完成握手、按键、拾取等动作,主要用于 假肢、服务(如接待/零售)等场景,产品单价5万元。
(2)绳驱传动:灵活度高,具有被动柔顺性,但负载能力弱、寿命低。以Shadow Hand为代表,根据Shadow Hand产品手册、robots guide数据,该产品具有24个 关节和20个主动自由度,4.3kg的手可以提起5kg的物体,可以完成拧魔方、开瓶 盖、理线束、滴试剂等复杂动作,主要装配于协作机器人,用于科研教育、航空航 天、核能工业等场景,产品单价为5-9万英镑。 (3)齿轮传动:使用微型谐波减速器、带、齿轮驱动,具有高精度、高重复性、 高刚度的特点,但结构复杂且成本较高。以德国宇航局DLR-HIT II为代表,根据 DLR官网、小米技术数据,该产品具有15个主动自由度,指尖力10N,可以做到 “穿针引线”并灵活使用工具,主要用于航空航天、行星探测、医疗照料等场景, 产品单价达90万元。
结合现有案例分析而言,连杆、绳驱、齿轮传动的精度提升,而成本增加。我们认 为,短期内,在尚未出现成熟的通用灵巧手方案时,人形机器人需要在满足功能需 要的同时尽可能降低成本,以场景驱动灵巧手方案的选择可行性更高。

人形机器人的定位在于通用性,应用于传统的工业、家庭场景中,而非如工业/协 作机器人一样成为各个领域的“专家”。人形机器人的核心点在于通用性,如在 2B场景中早期可从事搬运、分拣、运输等(如Agility供给亚马逊工厂的产品),后 期可用于汽车总装、生产制造;在2C场景中早期可从事接待、表演等(如达闼机 器人可制作咖啡),后期可灵活使用工具、担当家庭管家等。相比较而言,协作/ 工业机器人可用于航空航天、生物医药等场景,代替人从事高危作业或从事高难度 分析,可达到的精度往往会更高。因此,人形机器人兼容B、C端更强调灵活性、 交互性,而工业/协作机器人更强调精度等极致的性能。
(1)量的逻辑:目前灵巧手执行器数量仍有提升空间。与机器人一体化关节类 似,灵巧手执行器数量受关节数量和驱动关节占比影响。灵巧手关节数量越多,可 实现的抓取方式越丰富;其中主动驱动关节占比高,则可以独立控制的自由度越 高,灵活性越优。特斯拉一代产品具有6个主动自由度,而Shadow Hand等协作灵巧手主动自由度达20个,我们认为,考虑到人形机器人强调场景通用性而非特定领 域“专家”,未来人形机器人灵巧手的自由度仍有提升空间但不会达到高端协作机 器人灵巧手的量级。
(2)价的逻辑:我们认为,未来零部件的优化提升空间传感>传动>驱动。相比协 作/工业机器人,人形机器人需要优秀的交互感知能力,良好的传动精度和一般的 驱动能力,分别对应传感、传动、驱动的能力边界。①驱动:人形机器人微型电机 的可改进余地不大,够用即可,但手术等协作机器人会采用Maxon等厂商生产的微 型特种电机(关注可靠性、稳定性)。②传动:连杆的强力抓取和刚性更适配于工 业搬运等,绳驱的灵活和顺从性更适用于家庭生活等,二者可以兼容绝大多数场 景;而某些高端协作机器人灵巧手会增加使用高精密零部件,如ILAD在连杆的基础 上采用滚珠丝杠+滚动导轨,而德宇航局DLR-HIT II方案使用齿轮传动方案。③传 感:外传感器增加交互能力,如指尖的触觉传感器可能升级为电子皮肤,手腕的力 矩/力传感器可能替换为六维力传感器;内传感器补齐传动在精度、力控上的短 板,如增加电流、位置、角度、加速度传感器等。我们认为,未来人形机器人在传 感层的能力边界与协作灵巧手基本相当,根据机床商务网数据,Shadow Hand灵 巧手具有129个传感器,人形机器人传感器的持续优化将是大方向。
一、灵巧手核心矛盾:功能完备性与成本之间的取舍
(一)特斯拉二代灵巧手:更精准的力控和更灵活的抓取
特斯拉一代灵巧手单手共有11个自由度和6个执行器。根据22年9月Tesla AI Day视 频,一代机器人灵巧手单手共有11个自由度,包括6个主动自由度(6个执行器)和 5个被动自由度,其中主动自由度大拇指有两个(摆动+弯曲),其余4个手指各有1 个。手指的主动自由度由执行器实现,其驱动/执行装置为空心杯电机,传动装置为 绳驱+蜗轮蜗杆,并配有多种传感器等。灵巧手具有“自适应性(Adaptive grasp)”和 “非反向驱动能力(Non-backdrivable fingers)”,可以做到能做到收拾杯盘等复杂活 动、分拣乐高等。
二代产品的仍保持11个自由度,沿用绳驱可能性较大。根据23年12月特斯拉公布的 视频,灵巧手的仍保持11个自由度,但是运动的速度和抓取性能大幅提升,从灵巧 手细部图片可以看到在指节间类腱绳的结构,因此我们推测二代灵巧手沿用绳驱可 能性较大。
指节中阵列触觉传感器的使用是重要增量,可以做到精准力控并双指捏起鸡蛋。根 据23年12月特斯拉公布的视频,二代灵巧手每一个指节均配有触觉传感器,机器人 先用左手的的拇指和食指抓取鸡蛋,之后传递给右手,右手的食指和拇指接到鸡蛋 后将鸡蛋放到托盘上,其中的亮点包括:(1)精准力控:依靠触觉传感器反馈,力 控恰到好处,双指捏起但不捏碎鸡蛋;(2)软硬件协同升级:机器人“大脑”知道 何时加力、何时减力,并指导灵巧手进行操作,执行装置可以精准完成大脑下达的 命令并连贯完成动作。 灵巧手性能提升是特斯拉人形机器人未来重点迭代方向之一,不同于协作机器人的 高精度高成本,人形机器人更追求通用性和经济性,因此灵巧手的发展方向要综合 现有案例和应用场景综合判断。

(二)灵巧手性能评价:灵巧性、可靠性和抓取能力
灵巧性、抓取能力、可靠性是衡量灵巧手性能的三大要素,应用场景各有侧重。在 工厂的货物搬运中需要灵巧手具备高抓取能力;在复杂的工况中灵巧手需要在不同 扭矩区间进行工作对可靠性要求较高;在日常家庭应用场景中,需要综合兼顾三方 面要素。
灵巧性由自由度和执行器数目共同决定,可分为全驱动、欠驱动两种方式。自由度 数目越高则意味着灵巧手能实现更多样的抓取动作,根据《手部姿态估计方法综述》, 人手自由度共有26个,其中本体、手腕自由度分别为20个、6个,现有灵巧手方案主 要实现的是各手指关节的旋转自由度和拇指向内闭合的自由度;执行器数目决定能 独立控制的自由度数目的多少;按照执行器数目与自由度数目的关系分为全驱动和 欠驱动,全驱动意味着灵巧手每个自由度都能独立控制具有更高的灵巧性。人形机 器人灵巧手的自由度和执行器数量一般小于协作机器人,根据robots guide、TeslaAI Day 2022、智元机器人公众号数据,智元机器人单手具有12自由度+7执行器,特 斯拉一代机器人具有11自由度+6执行器,而Shadow Hand协作灵巧手具有24自由度 +20执行器。
抓重比是衡量灵巧手抓取能力的重要指标。抓重比是指灵巧手垂直抓握物体的重量 和灵巧手本身重量的比例,根据whizzherald数据,人单手重量约为体重的0.58%, 假设一位70kg的成年人(单手重量约为0.4kg)单手可以抓起一个5kg的物体,则计 算得到的抓重比超过12。目前机器人灵巧手的抓重比远小于人手,根据Shadow Hand产品手册,Shadow Hand灵巧手重量4.3kg,可抓取5kg的物体,抓重比仅为1.2。 可靠性是灵巧手各机构装置综合性能的体现。灵巧手的可靠性是指它在长时间运作 和在各种条件下的性能稳定性和故障率低的特性。以目前大多数使用的绳驱方式为 例,其在大负载下的功能实现和使用寿命都和实践的人手有很大的差距,若实现高 可靠性需要使用更多的执行器或更为复杂的传感方案。
(三)性能与成本的博弈:驱动、传动和传感装置
驱动、传动和传感装置为灵巧手组成的三大要素,共同决定性能及成本。灵巧手通 过驱动装置提供动力和扭矩,经过传动装置实现对手指运动位置的控制,同时灵巧 手传感部件感知并反馈内外部信息,三部分协作实现抓取功能。
从场景出发的结构选型,灵巧手极致的性能和成本不可兼得。若要实现精确的控制 能力和高抓取能力,需选用高性能的驱动、传动、传感方案。以Agility为例,其主要 从事工厂装卸货、搬运等简单工作,灵巧手仅为简单的夹具,而下半身需要跨越障 碍,是设计的重点;Shadow Hand主要用在航空航天、核能工业、生物医药等尖端 领域,驱动端采用微型直流电机+气动柔性驱动(PMA),传动端两组腱和一个PMA完 成对每一个自由度的控制,根据robots guide、机床商务网数据,灵巧手传感端使用 六轴陀螺仪,加速度计,角度、力矩、触觉、电流、温度传感器等共计129个传感器, 这也造成灵巧手成本高达5-9万英镑。
人形机器人灵巧手需满足人体尺度,受空间和重量等实用性需求的制约。灵巧手设 计要模仿人手的尺寸和形状,这对内部组件的尺寸提出了限制。过重的灵巧手也会 影响其操控性,过大的尺寸则不利于与人交互。如达闼人形机器人Ginger广泛用于 接待等场景,其7自由度灵巧手可从容的完成握手、抓取、操作工具等精细动作,且 尺度与人手类似,亲人性强;而Shadow Hand宽13.5cm,高44.8cm,重4.3kg,尺 寸约为人手的两倍,亲人性不强,因而主要应用于科研等特种场景。
二、驱动:空心杯电机应用较多,核心为定制化
(一)灵巧手具有多种驱动方式,电驱为主流路线
灵巧手驱动方式主要包括液压、电机、气压、形状记忆合金,其中电驱是主流。电 机驱动具备体积小、响应快,调控方便、稳定性好、精度高、输出力矩稳定等优点, 核心零部件与电机,与人形机器人灵巧手的通用性、移动性充分适配,特斯拉、优必 选、达闼等均采用该方案;液压驱动通过液体来传递能量,核心部件为液压缸、液压 阀等,具有高能量密度和更强的爆发力,如搭配于波士顿机器人,从事弹跳和重负 载活动;气动驱动使用压缩空气发挥作用,节能方便但精度低,适于在中、小负荷的 机器人中,主要用于拣选、装载等仓储任务,核心部件为气缸等,代表企业为Festo 协作机器人;形状记忆合金驱动为新型驱动方式,商业化应用较少。
(二)空心杯电机为灵巧手的较优选择,定制化开发设计为核心
灵巧手需要“紧凑而精密”的驱动装置,空心杯电机为主流路径之一。空心杯电机 在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无铁芯转子,也叫空心杯型转 子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。因为没 有铁损,所以它的效率要比普通的微型直流电机要高;同时,由于转子重量大幅降 低,所以转动惯性减小,相比传统铁芯电机,大扭矩急加速急减速性能突出;另外, 空心杯电机还具有体积小、可控性高、噪音小等优点。因此,空心杯电机主要用在需 要快速响应(如军工、检测)和对重量和能耗要求较高(如无人机、机器人)等领域。
电机的选型需要做到与灵巧手关节的充分适配,核心在于定制化。电机选型需要综 合考虑灵巧手关节的尺寸功率比、负载大小、精准性、可靠性、资源消耗等多维因 素,基本都为定制化开发。如K3 Hand使用微型执行器,执行器尺寸仅有 12mm*24mm*14mm,重量仅12g,输出扭矩可达147mNm,空心杯电机与齿轮、离 合器等装置的适配对执行器的平稳运行发挥了重要作用;Maxon与JPL(NASA实验 室)共同研发的空心杯电机应用于“毅力号”火星探测车,驱动器的能源效率极高, 动态性能优异并且十分轻巧;对于人形机器人灵巧手而言,特斯拉一代机器人灵巧 手采用空心杯电机的驱动方案,未来驱动器沿用空心杯驱动可能性较大,适配性将 持续提升。

空心杯电机在制造业已有广泛应用的基础,22年全球市场空间超7亿美元。根据GII 数据,22年空心杯电机全球市场规模约7.5亿美元,并预计以8.0%的CAGR成长至 2028年的11.9亿美元,市场的增长主要归因于空心杯电机在医疗设备、航空航天、 军工、机器人等领域的的使用增加,此外,对能够以高速、低振动和低噪音运行的高 性能电机的需求不断增长,也是推动该市场增长的关键因素;产品结构看,有刷空 心杯电机占比较高;分地区看,21年中国空心杯市场空间位列第一位,录得2.4亿美 元,占比34.8%,欧洲市场占比25.9%。
三、传动:绳驱与连杆场景跨度广,已有商业化产品
(一)绳驱与连杆实用性较强,是多领域主流选择方案
灵巧手的传动方式包括为连杆、绳驱、齿轮等,商业化方案以连杆、绳驱为主。灵 巧手的驱动电机、传感器选择具有一致性,功能差异主要由传动方式而体现。绳驱 动结构简单且灵活度较高,已有Shadow Hand等商业化落地产品,广泛应用于科研 等领域;连杆传动刚度大,易实现强力抓取,在假肢等领域应用较为成熟;齿轮传动 扭矩输出强且结构紧凑,但在背隙、磨损、噪音、体积和重量方面有所缺陷,这使其 较难规模化应用。
(二)绳驱:高性价比为特斯拉所青睐,搭配其他传动实现更优效果
绳驱式灵巧手结构简单且灵活度高,但负载能力弱。绳驱动通过充当腱的功能的绳 来驱动控制手指关节耦合运动,结合绳驱的优缺点,轻负载低功率传输、适应性或 柔性抓取等应用场景适合选择绳驱传动的方案。在生活、教育服务和康复辅助应用 场景中,绳驱式灵巧手能很好发挥其优势,是较为合适的方案选择。 绳驱为特斯拉重点探索技术路径之一,可搭配其他传动实现更优效果。绳驱的具体 应用案例包括特斯拉一代人形机器人、Shadow Hand、Anthropomorphic Robot Hand等:其中特斯拉灵巧手通过绳驱实现高灵活度和适应性,并搭配蜗轮蜗杆防反 驱;Shadow Hand为已实现商业化应用的产品,应用领域包括航空航天、科研教育、 生物医药等;Anthropomorphic Robot Hand具有20个自由度且全驱动,具有重量轻、 成本低且结构简单的特点。
(三)连杆:高负载强刚性,假肢等领域应用较为成熟
连杆式传动具有优良的负载能力且传动刚度优势。连杆传动中电机结合减速装置进 行减速,通过连杆机构将动力传递至手指,刚度大,易于实现强力抓取物体,但结构 复杂、无法柔性抓取又限制其场景应用,在抓握不规则形状物体或柔性易碎物品时 的包络性和自适应性较差。 目前假肢和假手的商业化应用中多采用的是连杆传动方式。连杆的具体应用案例包 括ILAD、因时机器人灵巧手、仿生手BeBionic,产品分别具有15、6、8个自由度, 其中因时、BeBionic均可应用于假肢,且均具有少自由度、易于控制的特点,连杆传 动高效简洁且具有较强抓取能力使其成为现阶段商业化假肢最佳方案,但其自适应 差、灵活度不足的缺点使其在已有的人形机器人产品中应用较少。
四、传感:灵巧手的“神经”,综合提升性能
(一)多物理量感知结合,构建灵巧手感知神经
内外传感兼备,多物理量感知赋予灵巧手“触觉”。按照布置位置,灵巧手传感器 主要划分为内部传感器与外部传感器,分别感知灵巧手自身状态信息和外部周围环 境信息。 内部传感器主要包括位置、弯曲和扭矩传感器。位置传感器可采用光学编码器测量 旋转或线性位置;也可采用霍尔效应传感器感知位置信息。弯曲传感器可测量关节 的转动角度和位置,从而更精确的控制灵巧手的抓取动作。扭矩传感器可测量关节 扭矩,实现灵巧手对抓取力度的精确掌控。 外部传感器按照抓取阶段划分为接近觉和触觉传感器。接近觉传感器在抓取物体前 阶段,提供探测物体表面和物体与灵巧手之间的相对位置的能力。触觉传感器通过 压电效应,感知物体信息和抓取力度等多方面信息。
(二)传感与传动相配合,综合提升灵巧手性能
内外传感的适当搭配可弥补传动方案的缺陷。针对绳驱方案力度与重定位精度较差 的缺陷,可使用张力传感器测量绳的张力来精确控制力度,也可以用弯曲传感器测 量关节转交并结合腱绳的张力信息精确控制其位置精度。根据Useok Jeong在灵巧 手绳驱控制中的研究,可采用角度传感器通过补偿由于弯曲角度变化引起的摩擦变 化,实现对腱绳张力的精确控制,从而弥补绳驱传动的缺陷。
阵列触觉传感器提供多信息触觉反馈,助力手脑协同。阵列触觉传感器通过建立多 个单模态传感器获得的触觉信息的联系,综合感知抓取物体的多物理量信息,反馈 并优化手指抓取动作的力度与位置。近期特斯拉发布了Optimus二代机器人,其灵巧 手指尖部位采用能阵列触觉传感器,能完成抓取鸡蛋的动作,已具备抓取易碎物品 的能力。 电子皮肤可感知更高维度信息且具备更高仿生特性,未来或将应用于灵巧手。随着 感知信息的要求和仿生学要求的不断提升,兼备柔性+触觉反馈+仿生的特性的电子 皮肤或成为灵巧手传感方案的高端选择,提升机器人的柔韧性和延展性,甚至让机 器人像人类一样在面对疼痛时做出反应。

五、性能实现途径众多,灵巧手方案各具特色
(一)因时灵巧手:直线驱动+连杆传动,用于假肢和服务
亚毫米级精度,模拟人手实现精准的抓取操作。因时机器人灵巧手重量540g,拇指、 四指最大抓握力达15N、10N,单手具有6个自由度和12个运动关节,外形美观且高 度仿真,结合力位混合控制算法,具有亚毫米级定位精度和数千克的负载能力。
产品商业化应用于假肢、服务领域。因时机器人以“弹钢琴及手势交互”和“机器人 或假肢的抓取操作”两种应用场景为导向,分别推出RH56BFX和RH56DFX两种型 号,其分别具备不同的功能特点。RH56BFX系列灵巧手集成力传感器,具有抓取速 度快、抓握力稍小的特点;RH56DFX系列抓握力大,抓取速度适中,适用于机器人 或假肢的抓取操作的应用场景。
驱动:采用创新性直线驱动设计,内部集成了6个力控微型伺服电缸,电缸则采用空 心杯直流无刷电机。 传动:连杆传动,具有精度高、刚度大、强力抓取等特点,能够实现0.02毫米的重复 定位精度,这使得它能够抓取像针或扑克牌这样的精细物品。 传感:集成力传感器等,具备高可靠性和柔性控制能力。
(二)Shadow Hand:气动驱动+绳驱传动,协助科研或危险作业
Shadow Hand旨在尽可能的复制人手的功能和运动。Shadow Robot Company 2004年开发出Shadow Hand灵巧手,并推向商业化应用。Shadow灵巧手包括Extra Lite、Lite、Plus三种类型,分别具有12、16、24个关节和10、13、20个主动自由度。 以Plus产品为例,拇指有5个自由度和5个关节,其余手指有3个自由度和4个关节。 Shadow Hand旨在尽可能多地复制人手的功能、尺寸和运动范围,以协作人进行危 险作业或完成负载操作。
Shadow Hand主要作为协作机器人终端应用于高精尖或危险作业场景。根据公司官 网,灵巧手可搭配手套(Shadow Glove)配合使用,可以准确模仿使用者的动作, 实现高精度操作,如整理线束、滴定试剂、拧开瓶盖、旋转魔方等,产品主要应用于 科研教育、航空航天、核能工业、生物医药等场景。而然,Shadow灵巧手随在协作 机器人领域应用较为成功,但其高重量(4.3kg)和大体积(驱动装置集中在手臂) 的难以满足人形机器人手臂部位空间和灵巧手重量的限制要求。
驱动:采用直流电机+气动肌肉的驱动方式实现力的精准输出。Shadow灵巧手的动 力系统采用Maxon微型直流电机+Mckibben型PMA(pneumatic muscle actuator 气 动柔性驱动)方式:内部为橡胶管,外面是纤维编织网,两端用金属箍固定,当橡胶 管由于充气膨胀时,外层纤维编织网被撑起,产生轴向收缩力,其运动方式在北理 工开发的17自由度仿人灵巧手亦有应用。这种类型的驱动器最大的特点就在于其柔 顺性,适用于对柔性要求高的场合(医疗、服务、农业),但过多的空气肌肉驱动器 使得灵巧手的前臂粗大臃肿,给灵巧手与其他机器人系统的配合应用带来不便。
传动:绳驱传动实现高灵活度控制,完成复杂动作。Shadow仿人灵巧手依靠绳驱传 动实现动力传送,腱的一端固定在连杆上,另一端固定于驱动器,每个腱仅与一个 连杆相联并且由一个PMA控制,一个自由度需要两组腱和PMA完成控制,例如中指 的3个独立自由度需要6组腱和PMA完成运动和动力的传送。
传感:数量多且种类全,触觉传感器创新。根据机床商务网,Shadow灵巧手具备129 个传感器,包括六轴陀螺仪,加速度计陀螺仪、角度、触觉、温度、电流、压力等。 同时,公司创新开发了BioTac触觉传感器,可选配搭载于灵巧手之上,该传感器能 够检测人类手指可以识别的几乎所有感官信息,如力、微震动、温度等。

(三)DLR 系列:采用谐波+齿轮+带传动,应用于航空航天而成本高
DLR系列灵巧手结构紧凑而精度高,应用于航空航天等领域。根据DLR官网,DLR 系列灵巧手由德国宇航局开发,结构紧凑、模块化设计、传动精度高。DLR-HIT Ⅱ 灵巧手重约1.5 kg,具有5根手指15个自由度(单手指3个),每个手指由手指本体和 手指基部两个单元组成,指尖力可达10N,该灵巧手被设计用于远程操作,定位于宇 航或远程医疗等领域;DLR Hand Ⅱ灵巧手重约1.8kg,共有4根手指13个自由度, 指尖力达30N,设计用于Rollin' Justin机器人,强调两手操纵的能力和灵巧性,兼容场景丰富,可以用于国际空间站、家庭生活等各领域。
灵巧手结构才有集成化、模块化设计。以HIT-DLR II产品为例,该灵巧手将所有执行 器和电子元件都集成在手指本体和手掌中,具有一个独立的手掌和五个相同的模块 化手指。 驱动:采用微型直流电机。手指单元中一个超薄的无刷直流电机和一个小型的谐波 驱动器平行安装,较大程度缩减了空间占用。
传动:微型谐波+齿轮+带传动。兼具两种传动方案:模块化手指采用齿轮加带传动, 手指单元中电机与减速器通过一条高速同步带传动控制手指;末端的两个关节通过 钢丝机构实现耦合运动,中间指节和远端指节的运动通过钢丝以1:1的耦合方式传递, 实现协调运动,最大驱动力矩可以达到2.4N·m,具有高灵巧性与强抓取能力。 传感:传感器以手指为单配配置,集成多感官系统。每个手指配备3个应变片的扭矩 传感器、3个关节位置传感器、3个电机位置传感器、1个力/扭矩传感器、2个温度传 感器。
编辑:520中国
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