胶管加弹簧可组成气动肌肉机械手的单元

弘毅

气动机器手 机器人手

如果您的机器人项目上现在需要一个有实际工作能力和真正使用价值的机器手，我们这里可以提供此类气动机器手和人工肌肉。这种机器手具有先进的仿人体工学设计，甚至可以像人手一样完成24个运动自由度。它集成了手指传感和精密位置控制功能，并可以很容易的组合进您已有的机器人系统里。由于它是气动的且被精密的控制，因此非常适合用于抓取软和易碎的物品。

气动机器手是一个独立的系统，前臂上有36个气动人工肌肉和气阀。该机器手的长度和人的手臂相当，重量约3.8kg，制造材料为金属和工程塑料的组合。手指从握紧到打开的时间大约0.2秒，约为普通人做同样动作的一半速度。

通讯系统：它的控制器可以通过CAN总线和PC机相连，进行传感器、配置参数和设置动作定位点等的数据传输。通讯协议简单，可提供基于GPL的协议接口的范例代码。也可选择以太网总线。

传感器：每个关节都有一个Hall传感器，一般为0.2°的分辨率，且可以通过12bit的模数转换传送到CAN总线，其采样频率为180Hz。

电磁气阀：可通过控制器对其进行PID控制。

压力：由固态压力传感器将气动人工肌肉的压力进行12bit的模数转换，压力值0-4 bar。

软件：提供用于PC机上的开放源码、RTAI实时范例源码和文件，以及开放的软件接口。提供用于3D仿真的VRML固体模型和运动参数。

机器手各关节结构：
　

关节	连接处	动作角度( ° )	人工肌肉类型
食指, 中指, 无名指
1	末端开始第一节	-20 – +90	成对组合型
2	末端开始第二节	0 – +90
3	末端开始第三节	-20 – +90	成对
4	和手掌连接	-25 – +25	单个带弹簧
小指
1	末端开始第一节	-20 – +90	成对组合型
2	末端开始第二节	0 – +90
3	末端开始第三节	-20 – +90	成对
4	和手掌连接1	-25 – +25	单个带弹簧
5	和手掌连接2	0 – +40	成对
拇指
1	末端开始第一节	-20 – +90	成对
2	末端开始第二节	-40 – +40	成对
3	末端开始第三节	-15 – +15	成对
4	和手掌连接1	-15 – +80	成对
5	和手掌连接2	-60 – +60	成对
手腕
1	手掌到手腕	-55 – +45	成对
2	手腕到手臂	-10 – +30	成对

机器手各关节模型图：

如果用户出于研究的需要，我们也可以提供单个手指运动单元。

气动人工肌肉

气动人工肌肉是一种体积小巧、柔软、重量轻、工作简单、容易控制的仿生学产品，它由压缩空气驱动作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。

最简单的人工肌肉运动比如移动一个杠杆，用一个人工肌肉在一个方向上拉动杠杆，配合返回弹簧。如果配以两个人工肌肉，则可以在两个方向上运动。另一个特点是使用人工肌肉时，不需要像其它电机驱动的机器手那样考虑到是否会过行程，它只能收缩到一定长度，因此比较安全。

人工肌肉的优点：
　

重量轻	最小的甚至只有10g，适合一些对重量很敏感的应用
成本低	比其它很多致动器成本低，安装简单
运动平滑	动作平滑，响应快速
组合灵活	多个人工肌肉可以互相交合在一起工作，不需要整齐的排列
动力强劲	如果需要，可以达到很大的力量
自制动	其自身特点决定，当收缩到位时，人工肌肉速度降到零，不需要专门制动
适配性强	可以方便的集成到各种运动系统里

人工肌肉的结构：

人工肌肉主要由一根橡皮管外包强力的塑料网构成，当被充气和吸气时，可以像人的肌肉一样伸缩。在功率/重量比方面，人工肌肉高达400:1的，而一般的气缸和电动缸只有16:1，因此它也特别适合用于机器人等应用。

产品种类

类型	外直径	长度(伸展后)	气管接口规格	拉力 (3.5bar时)	最大拉力
	6mm	150mm	4mm	3 kg	7kg
	20mm	210mm	4mm	12 kg	20kg
	30mm	290mm	6mm	35 kg	70kg
注意: 人工肌肉的长度都是可以根据客户要求提供的。一般可以压缩其伸展长度的37%。

入门级人工肌肉套件

　

性能


人工肌肉工作时的压缩比
　

6mm人工肌肉	负载
压力    拉力	0.5Kg	1Kg	2Kg	3.2Kg	4.6Kg
0 Bar	N/A	3%	2%	2%	1%
2 Bar	12%	10%	7%	5%	3%
4 Bar		20%	20%	17%	11%

　

20mm人工肌肉	负载
压力    拉力	0.5Kg	5Kg	10Kg	15Kg	20Kg	25Kg
0 Bar	N/A	8%	6%	2%	1%	0%
2 Bar	35%	29%	23%	17%	12%	10%
4 Bar		33%	29%	25%	23%	20%

　

30mm人工肌肉	负载
压力    拉力	0.5Kg	10Kg	20Kg	35Kg	50Kg	70Kg
0 Bar	N/A	2%	1%	0%	0%	0%
2 Bar	35%	33%	30%	27%	24%	21%
4 Bar		35%	33%	31%	29%	27%

注意：人工肌肉的气压不要超过4Bar，环境温度在0-50℃以内使用，否则影响寿命。

zhengfe

请问这种在国内有卖么？大概在什么价位？

弘毅

zhengfe 发表于 2012-6-13 17:09
请问这种在国内有卖么？大概在什么价位？

貌似没有得卖，国外很贵。。。

kulataxi

貌似简单的好东西

kulataxi

机器人或者人工智能设备行业需要很多新材料部件，又看到我国的差距了