机器人多指灵巧手经历了三个阶段

第一阶段是从 20 世纪 70 年代——20 世纪 90 年代。

这一阶段有 3 款典型代表产品， 分别是日本的 Okada、美国的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT。这三只灵巧手是研究初始 阶段的典型代表，为后续仿人型多指灵巧手研究建立了理论基础。

1）1974 年日本“电子技术实验室”成功研制了 Okada 灵巧手，它有 3 根手指和 1 个手掌， 拇指有 3 个自由度，另外两根手指各有 4 个自由度。手指的每个关节由电机驱动，通 过钢丝和滑轮机构实现运动和动力传递，可以完成螺栓拧进螺母等操作。

2）20世纪80年代初美国斯坦福大学成功研制了Stanford/JPL灵巧手，该手有3个手指， 每指有 3 自由度，手指使用 n+1 腱(n 个手指)设计，即每个手指采用 4 条腱绳传 递运动和动力，整手使用 12 个直流伺服电机作为关节驱动器。与 Okada 相比， Stanford/JPL 手的灵活性有较大的改善，但其控制系统也更为复杂。

3）1982 年美国麻省理工学院和犹他大学联合研制了 Utah/MIT 灵巧手，该手具有 4 个手 指，每个手指有 4 个自由度，采用 2n 腱（n 个手指）传动设计，整手共 32 个驱动 器。手指的配置类似人手的拇指、食指、中指和无名指，都连接手掌且相对于手掌进 行运动。

第二阶段是从 20 世纪 90 年代到 2010 年。

受益嵌入式硬件的发展，这一阶段的多指 灵巧手有着更高的系统集成度和更加丰富的感知能力。例如：

1） 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。

2） 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。

第三阶段是从 2010 年至今。

第二阶段高度系统集成的灵巧手具有灵活性和功能 性的优势，但是系统的复杂性导致制造成本较高，并且降低了系统的可靠性和 易维护性。因此，简化系统、提高鲁棒性是近十年灵巧手设计的一个重要方向。 例如，立命馆大学设计的 Ritsumeikan Hand、以及 HERI Hand、SPRING hand 等灵巧 手采用了欠驱动（驱动器数量少于手指关节自由度）的结构设计实现了系统简化。 欠驱动手虽然以简化的系统实现了抓取任务，但是由于欠驱动自身特性使得操作能力 受到限制，所以目前灵巧手难以同时具备鲁棒性和功能性。

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