相比驱动器外置,驱动器内置式灵巧手各关节具有较好的刚性,更利于传感器的直接测量,
且模块化设计利于更换维护。但是驱动器的内置分布让通信和控制难度加大,手指尺寸及
灵巧手整手尺寸较大,关节灵活度下降。
驱动器内置式灵巧手典型代表产品包括德国宇航中心(DLR)于 2011 研制的面向空间应用
的多指灵巧手 Dexhand,以及哈尔滨工业大学和 DLR 公司研制的 DLR/HIT II。
德国宇航中心研制的 DLR/HIT II 灵巧手为了应对复杂的空间环境,将驱动器及电气
系统都集中在手掌内,并通过 2mm 厚的铝质外壳来屏蔽电磁干扰,降低温度影响。
DLR/HIT II 灵巧手尺寸为人手的 1.5-2 倍,具有 1 个独立的手掌和 5 根模块化手指,
每根手指集驱动、传感、控制等为一体。其中,拇指与手掌之间有一个类似人手的外
张/收敛自由度,可以通过配置拇指的位置来满足不同的抓取要求。
灵巧手的外观设计更加拟人化,手指本体更加纤细;可以采用更大的驱动电机,从而增大手指的输出力;驱动器与手本体之间距离远增加了控制器设计的难度
D一阶段是从 20 世纪 70 年代—20 世纪 90 年代,典型代表是日本的 Okada、美国的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT;D二阶段是从 20 世纪 90 年代到 2010 年
灵巧手是机器人操作和动作执行的末端工具,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,定义灵巧手是指数≥3,自由度≥9 的末端执行器
特斯拉公布了 6 种规格的执行器,旋转执行器采用谐波减速器+电机的方案,线性执行器采用丝杠+电机的方案,对于手掌关节,其采用了空心杯电机+蜗轮蜗杆的结构
人形机器人有更强的柔性化水平,更好的环境感知能力和判断能力,首要需要解决的问题是如何实现像人一样去运动,能够兼顾可靠性
28个执行器分别为肩关节(单侧三自由度旋转关节)6个,肘关节(单侧直线关节)2个,腕部关节(单侧2个直线+1个旋转)6个,腰部(二自由度旋转关节)2个
无框力矩电机没有外壳,可以提供更大的设备空 间,中间是中空形式的,便于走线;在设计中,可以使整个机器体积更小,因此可以提供更大的功率密度比
型伺服驱动器有三种类型,分别为常规伺服驱动器,SEA 伺服驱动器,本体伺服驱动器;主要由力矩电机,谐波减速器,电机编码器,输出编码器,驱动板,制动器组成
控制系统根据指令及传感信息,向驱动系统发出指令,控制其完成规定的运动,控制系统主要由控制器(硬件)和控制算法(软件)组成
电机驱动控制手段先进,速度反馈容易,J大部分机器人使用电机驱动;液压驱动体积小重量轻,是机器人Atlas使用的驱动方案;气动驱动安全性G,应用于仿生机器人等
根据能量转换方式的不同,机器人的驱动方式可分为电机驱动、液压驱动、气动驱动等;现有的J大多数人形机器人采用电机驱动
仿人形机器人既需要J强的运动控制能力,其核心 构成包括驱动装置(伺服系统+减速器),控制装置(控制器)和各类传感器,数量和质量要求可能更G