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一個仿人五指靈巧機械手

H. Liu, K. Wu, P. Meusel, G. Hirzinger M.H. Jin, Y.W. Liu, S.W.Fan, T. Lan, Z.P.Chen
Institute of Robotics and Mechatronics Robot Research Institute
German Aerospace Center, DLR Harbin Institute of Technology, HIT
82230 Wessling Germany 150001 Harbin P.R.China

摘要: 本文提出了一種新研制的多感官的五指靈巧機械手：DLR/HIT Hand II。該手有一個獨立的手掌和五個相同的模塊化手指，每個手指有三個自由度和四個關(guān)節(jié)。所有的執(zhí)行器和電子元件集成在手指和手掌的身體。通過使用功能強大的超級扁平無刷直流電動機，微型驅(qū)動器和BGA諧波DSP和FPGA的形式，在整個手指的大小約為三分之一，小于DLR/HIT Hand I，通過使用鋼耦合機制，在整個活動范圍內(nèi)指骨遠端的傳動比是精確的1:1。同時，集成的多感官靈巧手的位置，力/力矩和溫度傳感器。手的硬件結(jié)構(gòu)層次的手指DSP的組成，F(xiàn)PGA的手指，手掌FPGA和PCI總線的DSP / FPGA板?？梢耘cPPSeCo，CAN和外部互聯(lián)網(wǎng)溝通。而不是額外的覆蓋，手包裝機制落實到手指和手掌直接的身體，使手更小，更加人性化等。手的整體重量約1.5公斤，用10N指尖的力量可以達到。
索引詞：機器人靈巧手，DSP，可編程門陣列（FPGA），模塊化

Ⅰ.導言
機器人靈巧手服務(wù)機器人和其他領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。一些不錯的機械手已經(jīng)在實驗室和公司，如美國航天局的Robonaut手，新建[1]，手影[2]，在DLR手二[3]和DLR /哈工大手[4]。通常有兩種手，一類是外部驅(qū)動的手，所有的驅(qū)動器是在前臂（美國航天局和陰影）安裝，另一類是內(nèi)部驅(qū)動手（德國航空航天中心，國際貨柜碼頭），如果有需要，可以將所有的驅(qū)動器和電子集成在手指和手掌，沒有任何前臂。通常，內(nèi)部驅(qū)動的手比身體外部驅(qū)動的手大。很明顯，如果它可以建立較小，內(nèi)部驅(qū)動機械手將有很大發(fā)展前景。
2004年德國航空航天中心與哈工大聯(lián)合開發(fā)的模塊化內(nèi)部驅(qū)動德國航空航天中心/哈工大（DLR/HIT Hand I）手。它總共有13個自由度（自由度），四個手指，每個手指有3個自由度和4個關(guān)節(jié)，最后兩個關(guān)節(jié)是機械耦合的剛性連接。