Grondige analyse van de ontwikkelingstendentie van de handige handen

De behendige handen zijn een belangrijke drager voor het "cerebellum" van humanoïde robots om behendige bewerkingen en menselijk-machine-interactie te bereiken, die zich ontwikkelen naar hoge integratie en intelligentie.De handige handen zijn zeer flexibele en complexe eindeffectoren die een sleutelrol spelen bij de interactie tussen robots en de omgevingVanwege hun vermogen om verschillende behendige grepen en complexe operationele mogelijkheden van menselijke handen na te bootsen, worden ze veel gebruikt op gebieden zoals luchtvaart, medische zorg,en intelligente productieVolgens gegevens van Statista bedroeg de wereldwijde markt voor robothanden in 2021 ongeveer USD 1,16 miljard en wordt verwacht dat deze in 2030 zal groeien tot USD 3,035 miljard.met een CAGR van 100,9% van 2022 tot 2030.

Goedkope, modulaire behendige handen zijn de afgelopen jaren de focus van de markt geworden

Als een nieuw type eindeffector spelen robothanden een cruciale rol in de interactie tussen robots en de omgeving.nationale en internationale universiteiten en onderzoeksinstellingen hebben uitgebreid onderzoek gedaan naar handige hand-end eenhedenVan drievingerige handige handen tot vijfvingerige bionische handige handen, de toepassingen omvatten industriële en algemene scenario's.De vaardigheden van handige handen zijn geëvolueerd van eenvoudig grijpen naar complexere taken zoals het vouwen van kleren en het schroeven van bouten.Door middel van hoge precisie en tactiele sensoren voldoen ze aan de operationele vereisten in de echte wereld.

Vroeg representatieve producten van behendige handen

Sinds de jaren zeventig zijn robothandeenheden overgegaan van eenvoudige grijpers naar bionische behendige handen om aan diverse operationele vereisten te voldoen.Tot de representatieve producten uit deze periode behoren de Okada-hand van het Japanse "Electrotechnical Laboratory", " de Stanford / JPL behendige hand van Stanford University in de VS, en de Utah / MIT behendige hand ontwikkeld gezamenlijk door MIT en de Universiteit van Utah.Hoewel de vroege behendige handen niet flexibel leken, hun theoretische onderzoek legde de basis voor onderzoek naar menselijke handen met meerdere vingers,het verstrekken van waardevolle theoretische en praktische ervaring voor het latere ontwerp van vakkundige handen met meerdere vingers.

Tegen het einde van de 20e eeuw gingen robothanden in een fase van snelle ontwikkeling.Multi-vinger handige handen begonnen te evolueren naar hoge integratie en sensoren mogelijkhedenTypische producten uit deze periode zijn de handige handen DLR-I en DLR-II van het Duitse Centrum voor Luchtvaart en Ruimte, die 25 sensoren bevatten, waaronder tastbare sensoren die vergelijkbaar zijn met kunstmatige huid.met een vermogen van niet meer dan 50 WHet gebruik van de hand met meerdere vingers leidde echter tot uitdagingen, zoals hoge productiekosten, een hoge mate van flexibiliteit en een hoge mate van sensitiviteit.slechte betrouwbaarheidDaarom zijn in de afgelopen jaren lichtgewicht, robuust, modulair en goedkoop handige handen de focus van de markt geworden.

Analyse van het ontwerp, het rijgedrag en de transmissiestructuren van de meerdere vingers van de behendige hand

In termen van productontwerp zijn de handige handstructuren voornamelijk onderverdeeld in intern aangedreven, extern aangedreven en hybride ontwerpen.vroege behendige handen die doorgaans externe ontwerpen gebruiktenMet de ontwikkeling van de geïntegreerde verbindingsmotoren is de grootte van de aandrijvers en de transmissie nauwkeurigheid aanzienlijk verbeterd.De ontwikkeling van de technologieën voor het opstellen van nieuwe en intern gedreven ontwerpen is de belangrijkste technologische route geworden., met behendige handen die in miniaturisatie gaan.

Vergelijking van handige handrijmethoden (categoriseerd naar rijmethode)

De hand met een handige hand wordt voornamelijk aangedreven door elektromotoren, pneumatische systemen of vormgeheugenlegeringen.Het biedt voordelen zoals een hoge aandrijflicht.In de afgelopen jaren is de servomotortechnologie voor kleine handige handen snel geëvolueerd.En er zijn verschillende uitstekende bedrijven met een handige robot op de markt gekomen.Pneumatisch aangedreven systemen hebben, hoewel ze minder duur zijn, nadelen zoals lage stijfheid en slechte dynamische prestaties.Vroege pneumatische aandrijvingen zijn ontstaan in Japan en kunnen worden onderverdeeld in Y-vormige en platvormige vingerafdrukkenJapanse SMC pneumatische vingers worden momenteel veel gebruikt in industriële scenario's.De meeste systemen met een vormgeheugen zijn in de proeffase.Hoewel ze een snelle rijsnelheid bieden, hebben ze een lage duurzaamheid en zijn ze niet geschikt voor langdurig gebruik met een hoge belasting.

Classificatie van meervingerige behendige handen

In termen van transmissiemethoden worden de knapperige handen ingedeeld in peesgedreven, versnellingsgedreven en verbindingsgedreven soorten.Geweegedreven handen hebben een eenvoudige structuur en een flexibele bediening, maar hebben geen precisie en gripsterkte. De met tandwielen aangedreven handen bieden een hoge controleprecision, maar zijn complex en duur.Maar ze hebben moeite met afstandsbediening en bieden beperkte gripsruimte..

In het komende decennium wordt een verdrievoudiging van de groei verwacht: naar verwachting zal de wereldwijde markt voor robothanden in 2030 3,035 miljard dollar bedragen

Volgens Statista bedroeg de wereldwijde markt voor de handige robothand in 2021 ongeveer USD 1,16 miljard. De vraag naar handige handen is sterk in sectoren zoals industriële automatisering,lucht- en ruimtevaartStatista voorspelt dat de marktomvang zal groeien van USD 1,16 miljard in 2021 tot USD 3,035 miljard in 2030, met een CAGR van 10,9% van 2022 tot 2030.Tegelijkertijd, wordt verwacht dat het wereldwijde marktvolume van robothanden in 2021 zal stijgen van 507.500 naar 1.4121 miljoen in 2030, met een CAGR van 11,7% van 2022 tot 2030.

De Commissie heeft de Commissie in kennis gesteld van de conclusies van het onderzoek.

Momenteel zijn sommige handige handproducten in de vroege onderzoeksfase, waaronder ruimteschepen extravehicular missies, bionische prothesen, remote chirurgie,en assemblage van kleine onderdelen op productielijnen.

De Robonaut-robot van de NASA, uitgerust met zelfontwikkelde behendige handen

In ruimtevaartonderzoek zijn succesvolle voorbeelden de Robonaut-hand van NASA en de Robonaut2-hand, en de DLR-I en DLR-II-handen van het Duitse Luchtvaartcentrum.De DEXHAND moet EVA-gereedschappen zoals tangen vasthouden en bedienen., schaarsen, kleine snijmachines, borstels, hamers, schoppen, snijmachines, kabels (meervoudig), hexagrafische sleutel en automatische schroevendraaiers met pistoolgreep (met ondersteuning van hun mechanismen voor het schakelen van de trekker).

In de medische revalidatie ligt de nadruk op de behoeften van prothesen.zeer flexibele bionische prothesehanden gebruiken meestal op patroonherkenning gebaseerde besturingssystemen om controle van gewrichtsbewegingen met meerdere vrijheidsgraden te bereikenVoorbeelden hiervan zijn de SensorHand Speed van Ottobock, Bebionic en Michelangelo handige handen, en Open Bionics' Hero Arm.