人形機(jī)器人靈巧手：仿生設(shè)計(jì)大勢(shì)所趨,自由度由11個(gè)提升至22個(gè)，并且采用絲杠替代蝸桿與腱繩組成復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)

靈巧手作為人形機(jī)器人末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起到關(guān)鍵作用，擬人化仿生設(shè)計(jì)大勢(shì)所趨。

靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三要素：驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、感知。典型靈巧手由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、 傳動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)是靈巧手主流驅(qū)動(dòng)方案，由電機(jī)和減速器構(gòu)成。1）電機(jī)：空心杯電機(jī)與人形機(jī)器人手指關(guān)節(jié)匹配度較G，無(wú)刷有齒 槽電機(jī)或成降本可行方案。空心杯電機(jī)具備效率G、精度G、結(jié)構(gòu)緊 湊、穩(wěn)定性G等優(yōu)點(diǎn)，與靈巧手手指關(guān)節(jié)匹配度較G。無(wú)刷有齒槽電 機(jī)具備更G輸出轉(zhuǎn)矩，成本更低，參考maxon線上商城，空心杯電機(jī) 售價(jià)在2000-3000元，而無(wú)刷有齒槽電機(jī)售價(jià)在百元級(jí)別，若配合結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化（如驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外置），無(wú)刷有齒槽電機(jī)有望部分替代空心 杯電機(jī)實(shí)現(xiàn)降本。2）減速器：降轉(zhuǎn)速提扭矩，行星&諧波減速器均有應(yīng)用。

傳動(dòng)系統(tǒng)：腱繩傳動(dòng)是目前主流方案， 微型絲杠新型傳動(dòng)方案優(yōu)點(diǎn)突出，腱繩+絲杠復(fù)合傳動(dòng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。1）腱繩：腱繩傳動(dòng)具備排布靈活、柔性傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，但負(fù)載能力較弱，是應(yīng)用多的傳動(dòng)形式，主流腱繩材料包括鋼絲繩和超G分子量聚乙烯纖維。2）絲杠：新型微型絲杠傳動(dòng)方案具備G承載、G效率、G精度和G可靠性優(yōu)點(diǎn)，絲杠 +腱繩復(fù)合傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

感知系統(tǒng)：1）力/力矩傳感器：主要應(yīng)用于靈巧手手指及手腕處，助力靈巧手實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確力控；2）觸覺(jué)傳感器：賦予靈巧手觸覺(jué)感知能力， 未來(lái)向具備陣列化、柔性化和集成化特點(diǎn)的電子皮膚方向演進(jìn)。

Optimus靈巧手迭代復(fù)盤(pán)與展望：自由度提升+驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外置+絲杠腱 繩復(fù)合傳動(dòng)。Optimus一代靈巧手采用空心杯電機(jī)+齒輪箱（齒輪+蝸桿）+金屬腱繩方案，二代靈巧手外觀采用全新工業(yè)設(shè)計(jì)，并在指腹處引入觸覺(jué)傳感器單元，整體變化較少。三代靈巧手方案相比前兩代有大幅改變，核心變化包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外置與手臂中，自由度由11個(gè)提升至22個(gè)，并且采用絲杠替代蝸桿與腱繩組成復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)。

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