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常見仿人機器人機械手種類介紹與性能展示(二)

04-19

接著上篇文章：

任賾宇：常見仿人機器人機械手種類介紹與性能展示(一)?

zhuanlan.zhihu.com圖標

這篇文章將介紹如下目錄中的第11-20的10種機械手，這裡要感謝知友 @蔡世勛 @劉歡（重名太多無法準確@到） @魏興峰 對目錄擴充上帶來的幫助。

目錄

  1. Schunk Hand
  2. Shadow Hand
  3. PISA/IIT SoftHand
  4. MARS Hand
  5. SARAH Hand
  6. HERI Hand
  7. Ritsumeikan Hand
  8. MANUS Hand
  9. SPRING Hand
  10. RTR2 Hand
  11. BeBionic Hand
  12. SDM Hand
  13. Yale Hand
  14. Barrett Hand
  15. Columbia Hand
  16. DLR Hand
  17. DLR/HIT Hand
  18. Robotiq Hand
  19. Festo ExoHand
  20. Washington Hand
  21. InMoov Hand
  22. RIC arm
  23. SSSA MyHand
  24. Michelangelo Hand
  25. Vincent Hand
  26. ilimb Hand
  27. RII Hand
  28. Metemorphic Hand
  29. Allegro Hand
  30. Utah/MIT Hand
  31. ...（待補充）

11. BeBionic Hand

BeBionic Hand

來源：

Ottobock，德國，商業產品（BeBionic被Ottobock收購）；

驅動類型：

欠驅動，連桿驅動；

特點：

高度仿生設計，連桿傳動以及每根手指2DoF的低自由度設計，具備極佳的可靠性與實用性。假肢應用（Prosthetic Application）領域的龍頭旗艦產品。作者個人認為的性能最可靠的機械手；

相關鏈接：

The worlds most advanced Prosthetic Hand?

bebionic.com圖標

相關視頻：(高度推薦)

https://www.zhihu.com/video/962797689553035264

12-13. SDM & Yale Hand

左側：SDM Hand 右側：Yale Hand

來源：

耶魯大學（Yale University），美國，科研（開源）；

驅動類型：

欠驅動、Tendon Driven；

特點：

這兩隻機械手都是來自耶魯大學的同一團隊，因此將這兩隻手歸類在一起介紹，事實上，Yale Hand是SDM Hand的基礎上改進而來，從相似的外觀上就能可見一斑。耶魯大學團隊的這兩隻手具有很好的環境適應性（Highly Adaptive），結構簡潔且可靠性高，價格低廉（和昂貴的商業產品相比）。同時Yale Hand的設計完全對外開源，以下為相關鏈接；

Yale OpenHand Project?

www.eng.yale.edu圖標

參考文獻：

  1. Dollar, Aaron M., and Robert D. Howe. "The highly adaptive SDM hand: Design and performance evaluation." The international journal of robotics research （IJRR）29, no. 5 (2010): 585-597.
  2. Ma, Raymond R., Lael U. Odhner, and Aaron M. Dollar. "A modular, open-source 3d printed underactuated hand." In Robotics and Automation (ICRA), 2013 IEEE International Conference on, pp. 2737-2743. IEEE, 2013.

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962716965467557888

14. Barrett Hand

圖為 BH8-series BarrettHand?

來源：

Barrett Tech，美國，商業產品；

驅動類型：

欠驅動，齒輪/齒條+帶傳動；

特點：

機械結構本身設計緊湊可靠，手掌和指尖具備觸覺反饋能力，且支持ROS（Robots/BarrettHand - ROS Wiki），具備設計良好的用戶界面。十分成熟的商業產品，售價適中，被廣泛使用在各大科研院校；

相關鏈接：

About BarrettHand??

www.barrett.com

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962500035363241984

15. Columbia Hand

Columbia Hand

來源：

哥倫比亞大學，美國，科研；

驅動類型：

欠驅動，Tendon Driven；

特點：

高度欠驅動，具備精確觸覺反饋和位置反饋的能力，有助於理論分析與預測抓握特定物體時的接觸力；

參考文獻：

Wang, Long, Joseph DelPreto, Sam Bhattacharyya, Jonathan Weisz, and Peter K. Allen. "A highly-underactuated robotic hand with force and joint angle sensors." in IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 1380-1385. IEEE, 2011.

相關視頻：

（未找到相關資源）

16. DLR Hand

DLR Assembled Hand with Housing, Markus Grebenstein

來源：

德國宇航局（DLR），德國，科研；

驅動類型：

全驅動，Tendon Driven；

特點：

優秀的仿生設計，主動控制的自由度數目極高，手指操作功能性強，儲能裝置的應用保證了抓取極佳的魯棒性，柔性機構的設計也保證了在受到外界擾動時的環境適應性，令人嘆為觀止的機電系統設計與集成能力——這隻手一共有19個主動控制的自由度和38個驅動電機；

參考文獻：

Grebenstein, Markus, Maxime Chalon, Gerd Hirzinger, and Roland Siegwart. "Antagonistically driven finger design for the anthropomorphic DLR hand arm system." In 10th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids), pp. 609-616. IEEE, 2010.

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962741170711035904

17. DLR-HIT Hand I&II

左側為DLT-HIT Hand I；右側為DLR-HIT Hand II

來源：

德國宇航局&哈爾濱工業大學，德國&中國，科研；

驅動類型：

全驅動/欠驅動結合，齒輪/帶傳動；

特點：

高度仿生設計，手指模塊化設計帶來獨立的手指和手掌運動，具備極佳的靈巧性，多種感測器的運用（角度、力矩，指尖力及陣列觸覺感測器）給予了機械手良好的反饋能力。秉承DLR一貫的風格，令人瞠目結舌的高度機電系統集成化——所有的電機、減速箱、機械傳動結構、感測器、驅動電路都集成在如上圖人手大小的系統中，可以說是劉宏老師當年在DLR成名之作；

參考文獻：

Liu, Hong, Ke Wu, Peter Meusel, Nikolaus Seitz, Gerd Hirzinger, M. H. Jin, Y. W. Liu, S. W. Fan, T. Lan, and Z. P. Chen. "Multisensory five-finger dexterous hand: The DLR/HIT Hand II." In IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 3692-3697. IEEE, 2008.

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962772760347455488

18. Robotiq Hand

Robotiq Hand

來源：

ROBOTIQ Company，加拿大，商業；

驅動類型：

欠驅動，連桿驅動；

特點：

結構緊湊可靠，集成度高，作為產品具有極佳的可靠性和相對親民的價格。配備的陣列觸覺感測器能夠提供精確的觸覺反饋——接觸力位置和大小；

相關鏈接：

https://robotiq.com/products/3-finger-adaptive-robot-gripper?

robotiq.com

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962773109238095872

19. FESTO ExoHand

Festo Hand

來源：

Festo Company，德國，商業產品；

驅動方式：

欠驅動，連桿驅動；

特點：

來自於大名鼎鼎的Festo，動力源是氣動可以說是這隻手的最大特點，巧妙的連桿設計給予了手指欠驅動的特性。這隻手還可以作為外骨骼（Exoskeleton）的應用，去對機械手的手指運動進行遙操（Teleoperation），下文的視頻會做展示；

相關鏈接：

ExoHand | Festo Corporate?

www.festo.com圖標

相關視頻：（推薦）

https://www.zhihu.com/video/962776632176664576

20. Washington Hand

來源：

華盛頓大學 (University of Washington)，美國，科研；

驅動方式：

欠驅動，Tendon Driven；

特點：

這是一種基於高度仿生設計原理的機械手，幾乎從仿生機械的角度設計並實現了人類手上重要的關節和韌帶特徵，具備優秀的的抓取靈巧性。這隻高度仿生化機械手的出現，一定程度上對人類了解自己的身體構造有著重要而長遠的意義。

參考文獻：

Xu, Zhe, and Emanuel Todorov. "Design of a highly biomimetic anthropomorphic robotic hand towards artificial limb regeneration." In International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 3485-3492. IEEE, 2016.

相關視頻：

https://www.zhihu.com/video/962788440139632640
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