随着社会发展和科技进步,一些工作乏味冗长,人们强烈的希望用机器人完成那些枯燥和危险的工作。机器人被广泛地应用于工业生产、海空探索、军事、医疗、服务行业等领域。机械手的出现起到了推动的作用。机械手作为机器人的末端执行器,是机器人的重要构成部件。机械手从过去发展到今天,一直处于相对主流的趋势,但仍有一些不足。本团队研发设计了一种新型机械手弥补了当今传统机械手体积大、结构复杂、灵活性差、功能单一、工作效率低等缺陷,具有结构紧凑、制作成本低、操作与维修方便等特点,将在未来的家庭、医疗、海洋探索等各领域发挥重要作用,具有极高的应用价值。
本作品通过对齿轮机构、曲柄滑块机构和联动调整机构研究设计了这款欠驱动机械手。该机械手是以机器人的机械臂为载体的末端执行机构,采用内置式驱动系统,用步进电机驱动丝杠螺母装置,通过与螺母相连的滑盘带动五个手指开合即通过一个步进电机实现五个手指的同步闭合张开。另外,欠驱动机械手手指将采用模块化设计思想,联动机构实现手指转位,实现手指平行抓取和两指捏取之间抓取模式的便捷转换,增加了机械手抓取物体形状的多样化。该机械手在手指座上通过阻尼自适应装置,实现手指的刚柔耦合,以增加机械手的抓取范围;通过机械限位和内置的弹簧,实现手指关节对抓取物形状的自适应。机械手还将采用电机、传动装置内置,以实现在狭小空间的环境中工作。在无线通信技术方面,采用红外传感器和贴片式压力传感器结合的方式实现对被抓取物的形状识别及机械手与被抓取物的距离监控,从而达到自动改变手指的抓取模式。
本作品是一种实现欠驱动程度高、对被抓取物体进行形状自适应、结构紧密,能够变换手指抓取模式等结构性能的,具有无线遥控的一种新型智能欠驱动机械手。相对于其他传统机械手来说,本作品采用欠驱动结构以解决传统全驱动机械手不能完成复杂形状物体的抓取以及狭窄空间内的作业等问题,能够更好地实现抓取和更多手势并在多领域发挥更加重要的作用。