工程师设计人形手来抓取易碎物体

密歇根州立大学的一个工程师团队设计并开发了一种人形手，与传统使用的手相比，它能够更好地执行精细的任务。 新型机械手可以处理易碎、轻且形状不规则的物体。

工业环境中的机器人

工业环境是受机器人技术发展影响最大的领域之一，因为该技术通常用于重复抓取和控制物体。 

机器人中人手所在的区域称为末端执行器或夹具，这是这项新研究的重点，该研究发表在 软机器人 并标题为“由灵活的混合气动执行器实现的具有大抓力的软人形手设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“

曹长勇是该研究的主要作者，也是密歇根州立大学软机械与电子实验室的主任。 曹还是包装、机械工程、电气和计算机工程的助理教授。 

“新颖的人形手设计是一种软硬灵活的抓手。 它可以比传统的纯软手产生更大的抓握力，同时比用于较重物体的其他同类产品更稳定，可以更准确地操纵。”曹说。 

软手抓手

当物体易碎、轻且形状不规则时，通常会使用软手夹具。 然而，它们也有许多缺点，包括表面锋利、针对不平衡负载时的抓握稳定性差以及重负载时的抓握力较弱。 

曹和他的团队在设计新的人形手时着眼于人类与环境的互动，包括水果采摘和敏感的医疗护理。 他们确定，大多数抓取系统在最需要的区域（例如需要与易碎物体牢固互动的任务）都无效。

据该团队称，该原型展示了一个反应灵敏、快速且轻便的夹具，可以处理各种任务。 

柔软的人形手上的不同手指由灵活的混合气动执行器（也称为 FHPA）制成，它们的弯曲由压缩空气控制。 这个过程使得每个数字都能够独立于其他数字进行控制。

“用于工业应用的传统刚性夹具通常由简单但可靠的刚性结构制成，有助于产生大的力、高精度和可重复性，”曹说。 “所提出的软人形手在抓取复杂形状和易碎物体方面表现出出色的适应性和兼容性，同时保持高水平的刚度，以施加强大的夹紧力来举起重物。”

联邦健康管理局

FHPA 由硬组件和软组件组成。

曹说：“它们结合了软爪的可变形性，适应性和柔顺性的优点，同时保持了来自执行器刚度的较大输出力。”

据曹介绍，新开发的人形手可用于水果采摘、自动化包装、医疗保健和手术机器人等任务。

该团队现在希望将这项工作与曹之前的开发成果结合起来，其中包括“智能”夹具。 他们还希望将印刷传感器集成到抓取材料中，并将混合抓取器与“软臂”模型相结合，这将更准确地表示机器人中的人类行为。