为什么说机器人的“手”超难做?聊聊灵巧手的硬件与算法(9)

2025-12-25 17:10  钛媒体APP

图片来源:Shadow Robot

还有比较类似的另外一款目前开源的手叫ORCA Hand,是苏黎世理工做出来的,他们这个也是非常不错的一款双向拉绳开源的灵巧手方案。这样的灵巧手比较大的难度在于一个双向拉绳、一个张紧问题。因为当你一个旋转轴去控制末端的另外一个旋转轴的时候,它需要两侧绳的长度长时间保持不变,因为绳在使用的过程中材料会产生蠕变,这个蠕变一旦发生就会有一个松动的现象发生,这个松动的现象使得系统的精度降低,并且比较难以控制。

从解决的角度来说,ORCA Hand有一个比较聪明的方式,一个精妙的设计,就是在它驱动器上用了一系列的棘轮机构,使得你可以轻松地去张紧这个绳。但是这个问题也是在于你还是要在使用过程中时不时要去调整一下这个东西,这是这个方案比较大的一个难度。

ORCA Hand中的棘轮机构 图片来源:ORCA

还有一点就是,这种高自由度灵巧手,其实绳子本身虽然不占太多的体积,但是绳驱设计的走线,在机械设计中它对空间的利用率实际上非常低。它不像是你设计齿轮或者设计其他类似的方案,你可以说很紧密地把电机排布在一起。你要去考虑到整个绳的走线,然后整个关节运动中绳的一个范围变化,一个非常动态的事情。所以使得高自由度灵巧手,尤其是绳驱方案,很少有能够全部做在手掌内的,这就使得它的驱动器都要往手腕以下去延伸。像Shadow Hand和ORCA Hand,以及特斯拉。实际上我们国内有一家公司源升智能,他们做的绳驱方案是把驱动器全部整合在手掌内,但是这样也的确使得他们手掌的体积稍微还是比较大的。