産業用およびサービスロボット用の半擬人化 3D プリント多指ハンド

産業用およびサービスロボット用の半擬人化 3D プリント多指ハンド
寄稿者: 馬玄玄、李宏偉

剛体および非剛体物体を操作するための産業用グリッパーが世界中で多数開発されてきました(図1(af)を参照)。これらのロボットアームのほとんどは、通常は 2 点ピンチまたは 3 点ピンチの単一の把持モードしか使用できません。従来のロボットアームとは異なり、新しい多指ロボットアームは複数の把持モードを採用し、より広範囲のタスクを完了できます。近年、産業界や学界では、人間の手の機能を再現するために、さまざまな擬人化度合いを持つさまざまなロボットハンドが開発されています(図1(gl)参照)。多指ロボットハンドの設計に関する研究が増加しています。


図 1。 (a) ロボットグリッパー (b) フレキシブルロボットグリッパー (c) Shuke ダブルクローグリッパー (d) シンプル制御マニピュレーター (e) 家庭用サービスロボットグリッパー (f) 自動摩擦クランプ (g) 擬人化マニピュレーター (h) Gifu Hand III (i) 超音波モーターを使用したロボットハンド (j) Yuanze University マニピュレーター (k) SKKU IV ロボットハンド (l) KU ハイブリッドハンド ナザルバエフ大学 (NU) の HA Varol らは、3D プリントを使用して、人間の手の操作の基本的な機能を実行できる NU ハンドを実現しました (図 2 および 3 を参照)。 NU ハンドの低コスト製造は、システムの主要な設計要件の 1 つです。この要件を満たすために、研究者は 3D プリント技術を使用してハンドの設計と製造を実現しました。具体的には、NU ハンドは完全な 3D プリントボディです。3D プリント技術の適用により、ハンドの設計と製造でファスナーやベアリングアセンブリの使用が不要になり、部品数が減るだけでなく重量も軽減されます。


図 2. NU ハンド プロトタイプと平均的な大きさの男性の手との比較。


図 3. NU ハンドが実現できるさまざまな動き。このハンドには、適合した把持を支援するために、人間の手の軟部組織に似た指と手のひら (3D プリントされたゴム素材) も含まれていることに注意してください。手には、加えられた力を中指、薬指、小指の 3 本の指に分散し、広範囲の力制御を可能にする一連の弾性要素も含まれています。図4に示すように、弾性要素は腱と直列に接続されています。直列弾性要素は、3Dプリントを使用して、異なる弾性係数を持つデジタルゴム材料を実現できます。一方、NU ハンドの手のひら、指、ゴム製スペーサーも、留め具やベアリングを使用せずに、一体化されたコンポーネントとして同時に印刷されました。ハンドには、産業用ロボットに簡単に取り付けられるように取り付けアダプタも付属しています。



図 4. NU ハンドの人差し指の断面図。腱、直列弾性要素、ねじりバネ、および柔軟な指パッドの経路を示しています。図 5. NU ハンドの側面図 (左) と底面図 (右) および寸法 (すべての寸法は mm 単位) 参照:
HA Varol;A Shintemirov;A Saudabayev;Y Khassanov;Z Kappassov. 産業用およびサービスロボット用の半擬人化3Dプリントマルチグラスプハンド。IEEE International Conference on Mechatronics & Automation、2013、69 (16) :1697-1702。

寄稿者: 馬玄玄、李宏偉 寄稿者: 機械製造システム工学国家重点研究室

産業、着物、サービスで使用される

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