一、是什么机械手?
机械手是机器人的一类末端执行器,通常用于完成夹取、握紧、辅助支撑和定位等工作。末端执行器是一种连接在机器人的末端关节并具备特定功能的工具。在实际应用中,通常由机器人确定末端执行器的位置和姿态,由末端执行器完成具体的操作任务。根据机械结构,常见的机械手通常可以分为吸附式、关节式、柔性以及专用机械手四类。
二、吸附式机械手
吸附式机械手通过合理布局吸附元器件,依靠产生的吸附力完成对产品的抓取,一般无需设计复杂的机械手关节,适用于大平面、易碎或微小的物体,常用的有真空吸附式、磁吸附式和静电吸附式三种机械手。
三、柔性机械手
柔性机械手同样保持了“手”的形态,但是与关节式机械手不同,前者没有直观的关节设计,并且手指自身柔软,使抓取的适应能力更强。北京航空航天大学文力副教授团队使用聚乳酸材料,通过3D打印研制出一款气动柔性驱动器,通过正、负气压可使驱动器向正、反方向弯曲,从而实现对物体的抓取和释放。
四、专用机械手
智能机械手除能完成物体抓取,还可以通过专门定制设计,实现辅助支撑和定位功能,功能类似于人们在台球运动中支撑球杆的那只手。例如,天玑骨科手术机器人和Remebot神经外科手术机器人的机械手均没有“手”的形态,而是根据应用需要定制辅助支撑装置,通过计算和导航可以使机械臂带动支撑装置到达正确的位置和方向,医生仅需沿支撑装置进行操作,即可准确到达病灶,完成植入和穿刺手术。
五、关节式机械手
通过模仿人手的形态,可以开发出一系列关节式机械手。根据手指的运动形式,关节式机械手可分为平动式机械手和张角式机械手两大类。在每一类机械手中,不同的手指数量也会使机械手的抓取特点不尽相同。手指数量越多,可越灵活地应对复杂的抓取任务,但是自动机械手的结构也会越复杂,成本也越高。