一种具有线缆驱动传动与分布式驱动的15自由度仿生手的开发
机器人学
2025-12-05 v1
摘要
在机器人手研究中，在保持人手一致尺寸和自由度的同时最小化执行器数量是一项基本挑战。本文从人手运动学构型和肌肉分布策略中汲取生物启发，提出了一种新型15自由度灵巧机械手，并对其机械结构、电气系统和控制系统进行了详细分析。该仿生手采用一种新型肌腱驱动机制，显著减少了传统肌腱驱动系统所需的电机数量，同时提升了运动性能并简化了机械结构。该设计在前臂中集成五个电机以提供强大的抓取力，同时在手掌中安装十个小型电机以支持精细操作任务。此外，开发了相应的关节感知和电机驱动电气系统，以确保高效的控制与反馈。整个系统重量仅为1.4千克，结合了轻量化与高性能特点。通过实验，仿生手展现了卓越的灵巧性和稳健的抓取能力，证明了其在机器人操作任务中的显著潜力。
引用
@article{arxiv.2512.04399,
title = {Development of a 15-Degree-of-Freedom Bionic Hand with Cable-Driven Transmission and Distributed Actuation},
author = {Haoqi Han and Yi Yang and Yifei Yu and Yixuan Zhou and Xiaohan Zhu and Hesheng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.04399},
year = {2025}
}