I. De nauwe relatie tussen behendige handen en humanoïde robots
Een behendige hand verwijst naar een soort eindeffector- met een hoge vrijheidsgraad (Degrees of Freedom, DOF), die in staat is nauwkeurige handelingen uit te voeren, zoals het vastpakken van kwetsbare voorwerpen, het uitvoeren van complexe montagehandelingen en zelfs het simuleren van de flexibiliteit van een menselijke hand. Vergeleken met traditionele mechanische grijpers lijken volledig bediende, handige handen meer op menselijke handpalmen wat betreft gezamenlijke controle, grijpmethoden en feedbackmechanismen.
Tijdens de ontwikkeling van behendige handen van humanoïde robots impliceert een toename van de vrijheidsgraden complexere mechanische structuren en hogere precisieverwerkingsvereisten. Een behendige hand met 20 vrijheidsgraden vereist bijvoorbeeld uiterst nauwkeurige metalen componenten om elk gewricht te ondersteunen. Elke kleine fout zal leiden tot een afname van de bewegingsnauwkeurigheid.
II. Structurele kenmerken en verwerkingsproblemen van de behendige hand
Componenten met hoge-precisie
De behendige hand bevat een groot aantal miniatuurlagers, gewrichtssteunen, tandwielen en drijfstangen. Deze componenten moeten vaak worden bewerkt binnen een tolerantie van ±0,01 mm of zelfs hoger.
Lichtgewicht ontwerp
Om het totale energieverbruik van humanoïde robots te verminderen, gebruiken de componenten van de behendige hand meestal lichtgewicht materialen zoals aluminiumlegering, titaniumlegering en roestvrij staal. Dit stelt strenge eisen aan de keuze van snijgereedschappen, snijsnelheid en oppervlaktebehandeling voor CNC-bewerkingen.
Complexe drie-dimensionale structuur
De componenten in de eindeffector vereisen doorgaans bewerking door CNC-machines met drie-, vier- of zelfs vijf- assen. De componenten van de vingerverbinding hebben bijvoorbeeld vaak complexe gebogen oppervlakken, en er is een bewerking met vijf assen nodig om ze in één keer te vormen, waardoor nauwkeurigheidsfouten worden vermeden die worden veroorzaakt door meervoudig klemmen.
Montage en consistentie
De componenten van de volledig aangedreven, behendige hand vereisen niet alleen precisie uit één stuk-, maar moeten ook zorgen voor consistentie bij massaproductie. Anders zal er tijdens de meer-vingerkoppeling van de robot sprake zijn van vastlopen of inconsistentie in de mechanische prestaties.
