软体仿人手指

仿人手指作为人类肢体活动的有效拓展，是机器人研究领域 的重要课题之一。目前，传统仿人手指一般通过复杂的多关节结 构和精巧的驱动系统来实现类似于人手的灵巧动作。然而，这种 仿生手指的设计难度大、研发周期长、制造成本昂贵，需要复杂 的传感控制和精密的零部件来保证动作运行的可靠性和安全性。 同时，传统仿人手指多由基于硬质材料(金属、塑料等)的刚性运 动副连接构成，与真实人手质感的差异限制了其与外界环境的交 互体验。 本项目研发设计了一种软体仿人手指，该手指与传统刚性仿 人手指存在本质的区别。软体仿人手指全部采用柔性材料制得层 结构(所述的层结构既是从内至外是空心基体层、纤维包络层和 皮肤外层，而软体仿人手指的底面板从内至外是空心基体层、应 变限制底层、纤维包络层和皮肤外层)，而非传统的硬质塑料或 者金属。本发明软体仿人手指应用空心基体中心部位的封闭空腔 能够通过对纤维包络层和应变限制底层的布局和材料设定来实 现不同曲率和曲线的弯曲动作，即以结构“预编程”的方式实现了 欠驱动柔性运动，从而降低了软体仿人手指结构复杂度。同时， 软体仿人手指采用被动式的控制策略，在成本、体积、系统复杂 度等方面，相对于采用主动控制方式的传统仿生手指具有显著的 — 1 — 优势。由于柔性的材质基体对压力产生很小的阻抗，软体仿人手 指能够吸收外界冲击力，并且能够更好地适应交互对象的形状尺 寸。同时，柔性软体材料的应用，能够使仿人手指更加接近真实 手指的外形与质感。软体仿人手指的制造快速和成本低廉使其也 适合于高危行业的操作场合以及未来仿生机器人的订制化。同时， 软体仿生手指的高度拟人特性以及与生俱来的安全性，能够大大 提升了其与外界环境对象(如人、动物、易碎物等)的交互能力。

：