

核心要点
多达20个主动自由度的超高灵活性:通过内置于手掌框架的16个微型电机精准驱动多组腱绳,整手模拟了人手的25个自由度,不仅能完成基础抓取,更具备复现人类复杂操作动作的能力。
刚柔耦合结构的抗冲击韧性:系统将PETG材料的刚性指节主体与高分子聚乙烯、热塑性聚氨酯等柔性韧带及弹性腱绳相结合,这种设计允许手指在受到意外碰撞时通过物理形变吸收能量,显著提升了机器人的环境适应性与安全性。
指间关节的仿生运动学设计:第一指间关节采用了类球窝式结构,实现了包含伸展-屈曲、外展-内收及外旋-内旋的三自由度运动;而第二、三指间关节则采用类销轴式结构专注于单一自由度,这种层级化配置在保证灵活性的同时精简了控制复杂度。
高度集成化的紧凑物理规格:驱动电机全部内置于铝合金一体成型的手掌框架内,整手重量控制在500克左右,长度与宽度均接近真人手掌尺寸,成功解决了腱驱机器人普遍存在的体积臃肿问题。
多材料增材制造的一体化成型:利用选择性激光熔化(SLM)与多材料熔融沉积(FDM)技术,实现了复杂腱绳引导机构与指节主体的异质材料一体化制造,在保证结构强度的前提下,极大地优化了内部的腱绳布设路径。


将驱动单元9完全锁定在手掌框架11内,实现了“自驱动”的模块化设计:
16电机阵列:拇指分配了4个驱动电机(驱动腱绳84-87),其余四指各分配3个电机 。这些电机通过分布在掌部指节(12-16)上的换向柱进行力矩转接。
空间换能:利用铝合金SLM一体成型技术,手掌框架内部被加工出复杂的支撑结构,用于固定电机。这种设计使得整手重量仅约500克,厚度与宽度均与真人手掌无异,解决了电机外置导致的系统臃肿问题。

为了在有限的手掌空间内布设数十条腱绳,详细规定了导向与换向机制:
差异化固定点:对于食指,桡侧指屈腱绳81尾端固定在第二指节,而尺侧指屈腱绳82尾端则延伸固定至第三指节。这意味着通过控制这两条腱绳的行程差,系统可以精准控制手指的弯曲曲率。
对称反转设计:有趣的是,中指、无名指和小指的固定点与食指完全相反——它们的桡侧指屈腱绳固定在第三指节,尺侧固定在第二指节。这种对称设计是为了平衡手掌内部电机的排布空间,防止腱绳在密集的电机群中发生干涉。


指节主体采用PETG以保证承载刚性,而腱绳引导机构(如导向孔、换向柱)则采用具有自润滑和柔韧特性的TPU材料。
同时通过多材料FDM技术,两种材料在打印过程中直接融合。这种工艺消除了传统机械组装的间隙,使得腱绳在穿过复杂的导向路径时摩擦阻力最小,响应频率更高。
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