Глубокий анализ тенденции развития ловких рук

Умелые руки являются важным носителем "мозжечка" гуманоидных роботов для достижения уменительных операций и взаимодействия человека и машины, развиваясь к высокой интеграции и интеллекту.Умелые руки - это очень гибкие и сложные конечные эффекторы, которые играют ключевую роль в взаимодействии между роботами и окружающей средойИз-за их способности имитировать различные ловкие хватки и сложные операционные возможности человеческих рук, они широко используются в таких областях, как аэрокосмическая, медицинская помощь,и интеллектуальное производствоСогласно данным Statista, в 2021 году мировой рынок роботизированных деспотных рук составил примерно 1,16 миллиарда долларов США, а к 2030 году он, как ожидается, вырастет до 3,035 миллиарда долларов США.с СВПР 100,9% с 2022 по 2030 год.

Недорогие, модульные ловкие руки стали в центре внимания рынка в последние годы

Как новый тип конечного эффектора, ловкие роботизированные руки играют решающую роль в взаимодействии между роботами и окружающей средой.отечественные и международные университеты и научно-исследовательские учреждения провели обширные исследования на ловких ручных наконечных устройствОт трехперстных ловких рук до пятиперстных бионических ловких рук, применение охватывает промышленные и общие сценарии.Навыки ловких рук перешли от простого хватания к более сложным заданиям, таким как складывание одежды и закручивание болтов.Благодаря высокой точности и тактильному сенсору, они отвечают требованиям операций в реальных сценариях.

Ранние представительные изделия ловких рук

С 1970-х годов роботизированные ручные устройства перешли от простых креплений к бионическим ловким рукам, чтобы удовлетворить различные эксплуатационные требования.К представительным изделиям этого периода относится ловкая рука Окада из японской "Электротехнической лаборатории", "Станфорд / JPL ловкая рука из Стэнфордского университета в США, и Юта / MIT ловкая рука разработана совместно MIT и Университетом Юты.Хотя ранние ловкие руки не были гибкими, их теоретические исследования заложили основу для исследования человекоподобных многопальцевых ловких рук,предоставление ценного теоретического и практического опыта для последующего проектирования многопальцевых ловких рук.

К концу 20-го века, роботы с ловкими руками вошли в фазу быстрого развития.многопальцевые ловкие руки начали развиваться к высокой интеграции и чувствительным возможностямТипичными продуктами этого периода являются ловкие руки DLR-I и DLR-II немецкого аэрокосмического центра, которые включали 25 датчиков, в том числе тактильные датчики, похожие на искусственную кожу,соединительные датчики крутящего моментаОднако, при использовании нескольких пальцев удобные руки сталкивались с такими проблемами, как высокие издержки производства,низкая надежностьПоэтому в последние годы легкие, прочные, модульные и недорогие ловкие руки стали центром внимания на рынке.

Анализ конструкции, управления и трансмиссионных структур многопальцевой ловкой

С точки зрения дизайна продукта, ловкие ручные конструкции в основном делятся на внутренние, внешние и гибридные конструкции.ранние ловкие руки, обычно используемые внешне управляемые конструкцииС развитием интегрированных соединительных двигателей, размер драйверов и точность трансмиссии значительно улучшились.и внутренне управляемые проекты стали основным технологическим маршрутом, с ловкими руками, стремящимися к миниатюризации.

Сравнение способов ручного вождения с помощью ловких рук (категоризировано по методам вождения)

Умные руки управляются в основном электродвигателями, пневматическими системами или сплавами памяти формы.предлагает такие преимущества, как высокая сила приводаВ последние годы, сервомоторная технология для маленьких ловких рук быстро развилась,и на рынке появилось несколько выдающихся компаний, работающих с роботами.Системы с пневматическим приводом, несмотря на более низкую стоимость, имеют недостатки, такие как низкая жесткость и плохие динамические характеристики.Ранние пневматические приводы возникли в Японии и могут быть разделены на Y-образные и плоские пальцевые захватчикиВ настоящее время в промышленности широко используются японские пневматические пальцы SMC.Системы, управляемые сплавом с памятью формы, в основном находятся в экспериментальной фазе.Хотя они обеспечивают высокую скорость движения, они имеют низкую долговечность и не подходят для длительного использования с большой нагрузкой.

Классификация многопальцевых ловких рук

С точки зрения методов передачи, ловкие руки подразделяются на типы, управляемые сухожилиями, приводами и связями.Руки, управляемые сухожилиями, имеют простую структуру и гибкое управление, но не имеют точности управления и силы захватаРуки, управляемые шестернями, обеспечивают высокую точность управления, но являются сложными и дорогими. Руки, управляемые связью, могут захватывать большие объекты и иметь компактные конструкции.но они сталкиваются с трудностями в управлении на большом расстоянии и предлагают ограниченное пространство для захвата.

Прогнозируемый рост в три раза в течение следующего десятилетия: ожидается, что к 2030 году мировой рынок роботов с ловкими руками превысит 3,035 миллиарда долларов США

По данным Statista, глобальный рынок роботизированных ловких рук составлял примерно 1,16 миллиарда долларов США в 2021 году. Спрос на ловкие руки силен в таких секторах, как промышленная автоматизация,аэрокосмическая промышленностьСтатиста прогнозирует, что размер рынка вырастет с 1,16 миллиарда долларов США в 2021 году до 3,035 миллиарда долларов США к 2030 году с CAGR в 10,9% с 2022 по 2030 год.В то же время, ожидается, что объем мирового рынка роботизированных деспотных рук увеличится с 507 500 единиц в 2021 году до 1,4121 миллиона единиц в 2030 году с CAGR в 11,7% с 2022 по 2030 год.

Прогноз рынка глобального рынка роботизированных десктовых рук (2021-2030, в миллионах USD)

В настоящее время некоторые продукты для ловких рук находятся на ранней стадии исследований, включая космические миссии вне транспортных средств, бионические протезы, удаленную хирургию,и сборка небольших компонентов на производственных линиях.

Робот-робонавт НАСА, оснащенный самостоятельно разработанными ловкими руками

В аэрокосмических исследованиях успешные примеры включают руку Робонавта NASA и ловкую руку Робонавта 2, а также ловкие руки DLR-I и DLR-II из Германского аэрокосмического центра.Ожидается, что DEXHAND будет держать и управлять инструментами EVA, такими как клещи, ножницы, мелкие резаки, кисти, молотки, лопаты, резаки, кабели (многие), шестигранные ключи и автоматические отвертки с пистолетной ручкой (поддерживающие их механизмы переключения спускового механизма).

В области медицинской реабилитации основное внимание уделяется протезам.высоко гибкие бионические протезируемые руки обычно используют системы управления, основанные на распознавании шаблонов, для достижения контроля движения суставов с несколькими степенями свободыПримеры включают SensorHand Speed от Ottobock, ловкие руки Bebionic и Michelangelo, а также "Hero Arm" от Open Bionics.