仿真機(jī)械手的研發(fā)飛速發(fā)展，帶有手指的靈巧機(jī)械手爪由幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。不久的將來多指機(jī)械手也會(huì)進(jìn)入日常工作中。目 前用簡(jiǎn)單而可靠的二指或三指手爪的地方，很快就會(huì)由復(fù)雜的五指機(jī)械手來完成精細(xì)作業(yè)。由于微電子學(xué)和微機(jī)械學(xué)方面的進(jìn)步，因 而可以生產(chǎn)各手指分別得到控制、與人手一樣有知覺關(guān)節(jié)的多指機(jī)械手。所需要的復(fù)雜機(jī)械和控制電子技術(shù)甚至可以在商業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)元件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。< /strong>

人類的手無疑是自然界最普遍、最復(fù)雜的工具之一。多年來，科學(xué)工作者一直在研究這個(gè)進(jìn)化產(chǎn)物的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，這 方面的科研成果被應(yīng)用到未來機(jī)械手的開發(fā)。德國(guó)太空中心（DLR）與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（HIT）合作，共同開發(fā)了一種新機(jī)械手。因?yàn)?采用最小和最精密的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和高效總線技術(shù)，這項(xiàng)開發(fā)為仿真有知覺手爪確定了新標(biāo)尺。與前一代機(jī)械手相比，新機(jī)械手DLR-HIT-Hand II由五個(gè)手指組成，每個(gè)手指各有四個(gè)關(guān)節(jié)和三個(gè)自由度，而且更為小巧、輕便。四指的設(shè)計(jì)，是為了能夠抓握錐形工件，而拇指則起撐扶作用。為 了能夠全面應(yīng)用機(jī)械手，必須對(duì)其機(jī)械運(yùn)動(dòng)多樣性進(jìn)行有效控制和監(jiān)視。因此高效的信息通道必不可少。

用于控制的高速總線
DLR-HIT-Hand II的電機(jī)被直接組裝到手指內(nèi)部。這意味著需要特別關(guān)注是將位置數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)納入到控制計(jì)算機(jī)的信息中。只 有這樣才能使分立的驅(qū)動(dòng)器在現(xiàn)場(chǎng)完全充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。所以每個(gè)指關(guān)節(jié)都裝備有一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)、無接觸角度傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器。基于其用途，兩 個(gè)傳感器的分辨率必須相當(dāng)高。一條高速總線可傳輸產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。對(duì)額定值和實(shí)際值方面比較的快速反饋的決定性因素是對(duì)控制系統(tǒng)的功能，特 別是在精確和精細(xì)應(yīng)用上。所以除了數(shù)據(jù)量之外傳輸速度也十分重要。專門針對(duì)這種應(yīng)用，在FGPAs（Field Programmable Gate Arrays）基礎(chǔ)上開發(fā)了裝在機(jī)械手內(nèi)的、實(shí)時(shí)25 Mbps高速總線。為實(shí)現(xiàn)機(jī)械手和控制計(jì)算機(jī)的外部串聯(lián)，只需要三條線路。控 制系統(tǒng)本身就是PCI插入卡上的信號(hào)處理器，被集成在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)內(nèi)。接口便于操作，因而從計(jì)算機(jī)處就可以控制機(jī)械手。所 有傳感器數(shù)據(jù)都可以在屏幕上得到顯示。數(shù)據(jù)顯示、機(jī)械手控制及其與計(jì)算機(jī)的連接方面的設(shè)計(jì)，自始至終都考慮到將來在工業(yè)環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用。

maxon flat motor作為驅(qū)動(dòng)器
每個(gè)手指都需要多個(gè)互不相關(guān)的可控驅(qū)動(dòng)器。所舉例子中是每只手用15臺(tái)帶霍爾傳感器的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。maxon motor公司的EC 20扁平式驅(qū)動(dòng)器同時(shí)滿足各個(gè)決定性要求。而且價(jià)格優(yōu)惠、可以購買，即使組裝體積很小時(shí)其功效依然很高。這 些包括霍爾傳感器的電機(jī)單元長(zhǎng)度只有10.4 mm、外徑21.2 mm。每臺(tái)電機(jī)的重量： 15克。它們可以與直徑相同的HDUC 05諧波減速機(jī)高精度傳動(dòng)系列連成一個(gè)單元。能提供12 V或24 V型的3 Ｗ電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)最大8.04 mNm的轉(zhuǎn)矩。這些電機(jī)靈活可變， 預(yù)載滾珠軸承能精確響應(yīng)控制指令，在換向方面也是如此。數(shù)字式的霍爾傳感器總向控制系統(tǒng)精確地報(bào)告實(shí)際位置。這 些電機(jī)在怠速時(shí)的轉(zhuǎn)速為9300轉(zhuǎn)/分。

因?yàn)閼?yīng)用了全套帶反饋的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，并通過總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳輸，使新機(jī)械手DLR-HIT-Hand II感覺靈敏，可以得到精確控制。微 機(jī)械和微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美互補(bǔ)。今天，用標(biāo)準(zhǔn)組件就可以生產(chǎn)以前即使通過昂貴的特殊開發(fā)也不可想像的設(shè)計(jì)完好的產(chǎn)品。