多種感知功能的擬人化靈巧手，將進(jìn)一步協(xié)助機(jī)器人進(jìn)一步開拓市場

隨著機(jī)械臂技術(shù)及應(yīng)用的成熟，機(jī)器人換人的瓶頸不再僅僅局限于ROI，更多時候取決于機(jī)器人是否能夠真正替代人，和人類一樣柔性地完成工作。而在機(jī)械臂仿人發(fā)展過程中，如何讓機(jī)械臂末端執(zhí)行像人的手一樣靈活，成為機(jī)器人研究的熱門方向。 具有多種感知功能的擬人化靈巧手，將進(jìn)一步協(xié)助機(jī)器人進(jìn)一步開拓市場。 近年來，越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入到靈巧手領(lǐng)域精耕，市面上各種類型的靈巧手層出不窮，它們或是靈活程度讓人驚嘆，或是價格“親民”，逐漸形成了自己專屬“style”。

先行一步的國際廠商

? 德國雄克 雄克成立于1945年，作為全球領(lǐng)先的精密夾持工具和抓取系統(tǒng)供應(yīng)商，雄克的產(chǎn)品線十分豐富。其推出的五指靈巧手，內(nèi)設(shè)9個驅(qū)動部件，采用高度仿生設(shè)計，高度集成化，優(yōu)化后的高效9 x DoA (Degree of Actuation) 設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)絕大部分人手的運(yùn)動，且支持ROS平臺。

? Robotiq Robotiq公司成立于2008年，是加拿大拉瓦爾大學(xué)（Laval University）的子公司。2018年12月，Robotiq宣布了其首筆機(jī)構(gòu)融資—來自波士頓風(fēng)險投資公司Battery Ventures的3100萬加元（合2300萬美元）融資。

Robotiq生產(chǎn)的靈巧手，可用于在裝配線上拾取和放置零部件或產(chǎn)品。因?yàn)檩^早配合UR機(jī)械臂做配套應(yīng)用，技術(shù)相對成熟，在科研領(lǐng)域和工業(yè)上都有大量應(yīng)用。目前Robotiq靈巧手有三種型號，Hand-E、Robotiq二指夾持器、三指夾持器，其中二指夾持器有兩種夾持行程85mm、140mm，夾持負(fù)載基本在1Kg左右；三指產(chǎn)品就更加高端了，7自由度不輸于機(jī)械臂，當(dāng)然價格定位也較為高端。 ? Shadow Robot Shadow Robot位于英國，其靈巧手一共擁有24個自由度，其中20個由電機(jī)驅(qū)動，4個欠驅(qū)動。這24個自由度每一個都有與人類相近的運(yùn)動范圍，允許其做出與人手類似的動作。

它還具備了129個內(nèi)置傳感器，可以對環(huán)境進(jìn)行觸覺感應(yīng)。這也就意味著，當(dāng)你帶上觸覺手套，操控靈巧手進(jìn)行動作時，手套能夠?qū)㈧`巧手受到的力反饋回來，讓你能夠輕易地掌握力的大小、方向和距離。

乘風(fēng)破浪的國產(chǎn)廠商

? 鈞舵機(jī)器人 鈞舵機(jī)器人成立于2018年，其創(chuàng)始人介黨陽很早就關(guān)注到了國內(nèi)“有臂無手”這一現(xiàn)狀。介黨陽介紹，靈巧手主要解決的單一場景下多個目標(biāo)連續(xù)抓取的問題，可廣泛應(yīng)用于無人分揀領(lǐng)域。

2016年至今，鈞舵機(jī)器人陸續(xù)推出5kg級負(fù)載的JQ3-5三指工業(yè)靈巧手、2kg級JQ3-2三指靈巧手，它們適用于所有的協(xié)作機(jī)器人，以及不同類型的低負(fù)載的工業(yè)機(jī)械臂。工業(yè)級靈巧手最大的特點(diǎn)在它的于靈活性，其次是性能穩(wěn)定可靠。為此，鈞舵機(jī)器人產(chǎn)品經(jīng)歷了三輪大的迭代升級，為打磨工藝細(xì)節(jié)，設(shè)計圖紙上一年內(nèi)更改了40多版。” 2020年，鈞舵機(jī)器人推出的第一款真正意義上的工業(yè)級靈巧手小批量量產(chǎn)。同年9月，鈞舵機(jī)器人完成由邦盛資本、正軒資本共同投資的近2000萬的A輪融資。本輪資金主要用于產(chǎn)品量產(chǎn)、加強(qiáng)人才梯隊建設(shè)及加快市場推廣。在開發(fā)工業(yè)級靈巧手的同時，鈞舵機(jī)器人已同步開發(fā)另一個產(chǎn)品方向——機(jī)器人“夾爪”。 ? 大寰機(jī)器人 大寰機(jī)器人成立于2016年，其核心團(tuán)隊來源于倫敦大學(xué)國王學(xué)院，在實(shí)驗(yàn)室積累了靈巧手設(shè)計、驅(qū)動控制、抓取規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)，并完成了多個機(jī)器人手歐盟項目。項目回國落地后，為了使夾爪更穩(wěn)定、性能更好、更易于量產(chǎn)并具備更高性價比，研發(fā)團(tuán)隊對靈巧手的相應(yīng)技術(shù)做“減法”，自主完成了結(jié)構(gòu)、驅(qū)動、控制所有核心部分的研發(fā)設(shè)計，進(jìn)而針對不同應(yīng)用領(lǐng)域，2018-2019年大寰機(jī)器人相繼誕生了AG-95L、AG-95、AG-145、DH-3多款兩指/三指大行程機(jī)器人夾爪/靈巧手等。

此后大寰產(chǎn)品不斷迭代更新，2020年，大寰機(jī)器人發(fā)布了具備高防護(hù)等級、高度集成的PGC/CGC系列兩指與三指平行協(xié)作電爪，以及PGE、PGI、RGI 、PGS等十余款針對不同機(jī)器人應(yīng)用及自動化行業(yè)應(yīng)用的電動夾爪產(chǎn)品。大寰協(xié)作系列電爪，與目前市面上所有主流品牌協(xié)作機(jī)器人均具有官方適配的即插即用功能，在汽車、電子、鋰電、醫(yī)療、珠寶、新零售等多個行業(yè)中，具有廣泛應(yīng)用。

? 知行機(jī)器人

知行機(jī)器人成立于2018年，作為國內(nèi)末端執(zhí)行器的代表型初創(chuàng)企業(yè)之一，其核心研發(fā)成員均來自于英國帝國理工學(xué)院、謝菲爾德大學(xué)等，團(tuán)隊多人具有海外留學(xué)背景，在人工智能、工業(yè)設(shè)計、精密制造、嵌入式開發(fā)等領(lǐng)域有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)。

目前，兩指和三指末端執(zhí)行器是知行機(jī)器人的主要產(chǎn)品，并已注冊商標(biāo)為“知行手”。知行機(jī)器人兩指末端執(zhí)行器的最大特點(diǎn)是模塊化部件，微小物體精確力控抓取和智能位置和力反饋，適用于更廣泛的、不同材質(zhì)和形狀物體的自適應(yīng)柔性抓取力。此外，其三指末端執(zhí)行器可以根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整抓取力，實(shí)現(xiàn)對不同類型和尺寸物體的位置自適應(yīng)抓取。三指獨(dú)立動作可實(shí)現(xiàn)不規(guī)則物體的力自適應(yīng)精準(zhǔn)抓取，靈活性更高。

? 因時機(jī)器人 因時機(jī)器人成立于2016年，專業(yè)從事伺服電動推桿和末端執(zhí)行器研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)器人、生物醫(yī)療、工業(yè)自動化和教育科研等領(lǐng)域。 因時機(jī)器人CEO蔡穎鵬認(rèn)為，在靈巧手市場上，因時機(jī)器人具有核心零部件自主研發(fā)；傳動機(jī)構(gòu)、傳感器和控制算法；成本控制等三方面的優(yōu)勢，以應(yīng)對國際、國內(nèi)廠商的雙重競爭。

其中，因時機(jī)器人仿人五指靈巧手采用創(chuàng)新型直線驅(qū)動設(shè)計，具有6個自由度和12個運(yùn)動關(guān)節(jié)，結(jié)合力位混合控制算法，可以模擬人手實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的抓取操作。其中，因時機(jī)器人RH56DF3系列抓握力大，速度適中，適用于機(jī)器人或假肢的抓取操作，且支持ROS，可提供ROS插件。 ? 藍(lán)胖子 藍(lán)胖子成立于2014年，公司旨在運(yùn)用計算機(jī)視覺、運(yùn)動規(guī)劃、移動及多機(jī)協(xié)作、深度學(xué)習(xí)、時空優(yōu)化算法等人工智能和機(jī)器人技術(shù)，為客戶提供包裹分揀、運(yùn)輸、碼垛、裝載規(guī)劃等多個環(huán)節(jié)的解決方案。

藍(lán)胖子研發(fā)的DoraHand多指靈巧手，可應(yīng)用于機(jī)器人靈巧操作及多種類物品的復(fù)雜抓取場景，采用特殊的傳感器設(shè)計，結(jié)合多自由度配置，既能適應(yīng)絕大部分物體的抓取需求，又能降低靈巧手成本，從而推廣其在科研、工業(yè)、服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。 憑借模塊化、高靈敏性、高靈巧性的核心優(yōu)勢，藍(lán)胖子DoraHand多指靈巧手獲得2020中國設(shè)計智造大賽銀獎。

結(jié)語

四五年前，要給機(jī)器人安上一雙靈巧手是非?！吧莩蕖钡?，由于依賴國外進(jìn)口，其價格動輒數(shù)十萬，國產(chǎn)面臨“有臂無手”的窘境。隨著越來越多的國內(nèi)廠商入局，這一局面才得到緩解，靈巧手的價格降到萬元，甚至逼近千元級別。 由于靈巧手產(chǎn)品技術(shù)成熟和成本下降，市場應(yīng)用也逐漸打開局面，如靈巧手在科研教育領(lǐng)域的應(yīng)用，目前屬于熱門應(yīng)用；其次是服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，也開始使用靈巧手并逐步放量；在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，殘疾人使用的假肢也是一個剛需市場。 雖然市場前景可期，但靈巧手目前的實(shí)際應(yīng)用數(shù)量仍然有限。一方面產(chǎn)品本身在靈活性、安全性、傳感等技術(shù)指標(biāo)上要求較高；其次在將前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品力的過程中，如何貼近市場需求、平衡ROI、為客戶真正創(chuàng)造價值也成為靈巧手落地的主要挑戰(zhàn)。

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