機(jī)器人靈巧手是指數(shù)≥3，自由度≥9 的末端執(zhí)行器

靈巧手是機(jī)器人操作和動(dòng)作執(zhí)行的末端工具，在機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域?qū)儆谀┒藞?zhí)行器的范疇。從 運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，靈巧手需滿足兩個(gè)條件：指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)能使物體產(chǎn)生任意運(yùn)動(dòng)、指關(guān)節(jié)固定時(shí)能完全限制物體的運(yùn)動(dòng)，按照運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，滿足上述條件至少要 3 個(gè)手指和 9 個(gè)自 由度。

因此，我們定義靈巧手是指數(shù)≥3，自由度≥9 的末端執(zhí)行器。例如日本的 TWENDY-ONE 機(jī)器人，其靈巧手擁有 4 根手指和 13 個(gè)自由度。

從形態(tài)和功能上看，靈巧手經(jīng)歷了兩指夾持器、多指抓持手和多指靈巧手三個(gè)發(fā)展階段：

兩指夾持器

兩指夾持器通過模仿手指的夾持運(yùn)動(dòng)來抓持物體，能夠在執(zhí)行動(dòng)作的同時(shí)夾住和松開目標(biāo) 物體。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)形式穩(wěn)定，工作可靠，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常應(yīng)用于目標(biāo)零部件的 夾取、搬運(yùn)、換位、裝配等。但由于缺乏手指的靈活性，不能對(duì)復(fù)雜形狀的目標(biāo)進(jìn)行抓持， 無法對(duì)目標(biāo)物體實(shí)施操作。該類夾持器已有多種標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，例如德國(guó) SCHUNK 公司的 氣動(dòng)平行爪夾持器、FESTO 公司的氣動(dòng)夾持器等。

多指抓持手

多指抓持手按照功能不同分為聯(lián)動(dòng)型抓持手、多關(guān)節(jié)手指抓持手和軟體多指抓持手。

多指靈巧手

機(jī)器人多指靈巧手的研究始于 20 世紀(jì) 70 年代，有 3 款典型代表產(chǎn)品， 分別是日本的 Okada、美國(guó)的 Stanford/JPL 和 Utah/MIT。這三只靈巧手是研究初始 階段的典型代表，為后續(xù)仿人型多指靈巧手研究建立了理論基礎(chǔ)。