人类(lèi)的手(shǒu)在(zài)操纵一系列物体(tǐ)方面非常熟练,我们可以敲钉子,我们可以拿起鸡蛋或草莓而不会(huì)砸碎它,但(dàn)机器人抓手本身却面临(lín)很多(duō)问题,力度和柔(róu)性是(shì)机器人抓手(shǒu)能够(gòu)应用于(yú)更多更广(guǎng)泛行业的基础,国外对此的研究一(yī)直在进行。
抓(zhuā)手的一个让我们能够执行各种任务(wù)的特点,是能够改变传统的抓地力,而布法(fǎ)罗大学的(de)工程师们已经开(kāi)发出了一种具有这种特点(diǎn)的双指机械手。机械手的设计使它能够吸收碰(pèng)撞时撞击产生的能量(liàng),这可以防止机器人拿着(zhe)的任何东西断裂,同时(shí)也使人们在机器(qì)旁和机器附近工作更安(ān)全。

机器(qì)人手的设计使其能够在碰撞期间从(cóng)冲击中吸收能量,这可以防(fáng)止机器人手中的任何东西断(duàn)裂(liè),并(bìng)且还可(kě)以使人们(men)更安全地在机器附近工作。
UB工程与应用科学学院机械与(yǔ)航空航天工程副教授Ehsan Esfahani博士说,这种(zhǒng)夹具(jù)将(jiāng)成为汽车,电子(zǐ)封装(zhuāng)和其他行业装配线中人机协作的宝(bǎo)贵(guì)资产。“我(wǒ)们的机器人(rén)抓取器模仿人手的调整(zhěng)握把的刚度能力。这些把持器是专为与(yǔ)人一起工作协作机器人,” Esfahani说(shuō)。“他(tā)们(men)将成为帮助(zhù)者(zhě),因此他们需(xū)要安全,并且可变刚度夹具有助于实现这(zhè)一(yī)目标。”
9月10日(rì)在(zài)线发布在(zài)IEEE工业(yè)电子产品交易会上的一项新研究突出了(le)该设备的安全设(shè)计,包括通过实验展(zhǎn)示夹具的减震功能如何防止意(yì)大利面条在碰撞(zhuàng)过程中破裂(liè)。

布法罗大学工(gōng)程师Ehsan Esfahani在实验室开发的机器人抓(zhuā)手。夹具连接(jiē)到市售的机器人臂(bì)上。
图片来源:Douglas Levere /布法罗大学
图片来源:Douglas Levere /布法罗大学
磁(cí)铁给这个机器人一(yī)个柔软的触感
Esfahani解(jiě)释说,磁铁是机器人(rén)抓手多功能性背后的秘密。不是将两个(gè)手(shǒu)指固定在适当位置,每个抓手的(de)手指都有一个磁性底座,位于两(liǎng)个钕磁铁之间,可以排斥或(huò)推动手指。
磁铁之间的气隙就像一个弹簧,当手拿(ná)起物体或与外力(lì)碰撞时产生一(yī)点点(diǎn)给予。还可以通(tōng)过(guò)增加或减小磁(cí)体之间的间距来调(diào)节手柄的(de)刚度。在(zài)新的论文中,Esfahani和Amirhossein Memar,前UB博士、机械和航(háng)空航天(tiān)工程的候选人,报告了这些安(ān)全功能(néng)。
在一组测(cè)试中,工程(chéng)师在(zài)机器人手的指间之(zhī)间纵(zòng)向放置(zhì)了一(yī)小块(kuài)意大利面条(tiáo)。当夹具撞入(rù)固定物体(tǐ)时,该装置检测到(dào)施(shī)加(jiā)的外力,这使得磁铁调整其位(wèi)置,暂(zàn)时降低夹具的刚度并允许夹具吸收碰(pèng)撞(zhuàng)产生的一(yī)些能量(liàng)。
下(xià)一步发展
Esfahani指出,他的(de)团(tuán)队正(zhèng)在开发的手爪可(kě)以连接到已经在许多设施中使用的商(shāng)用机器人手(shǒu)臂上(shàng)。这可以降低为有兴趣提高现有(yǒu)机器的安全(quán)性和性能的公司调(diào)整(zhěng)技(jì)术(shù)的成(chéng)本。
Esfahani正在成立一家(jiā)创业公司,将UB的抓(zhuā)手,授(shòu)权技术商业(yè)化。
他的团(tuán)队从布法罗基金获得了55,000美元:加速器(qì)由(yóu)创新中心(xīn)资助,该中心由UB管理并(bìng)得到帝国开发部门的支持(chí),以进一步开发机(jī)器人(rén)手。除了完善夹具的当前设计之外,团队还(hái)可(kě)以探索诸如添(tiān)加第三根手指之类的进(jìn)步。