Най-малката в света 20-степен-свобода Dexterous Hand, разработена от китайската компания Encos

Най-малката в света сръчна ръка с 20--степени на свобода, разработена от китайската компания Encos

Базирана-компания в Нанкин постигна перфектен баланс между размера и степените на свобода в продукта си, пробивайки „невъзможния триъгълник“ на обем-степени на свобода-производителност. Тази сръчна ръка, наречена EC-DexHand-5F, не само може да се похвали с 20 активни степени на свобода, но и е най-малкият модел, предлаган в момента на пазара!

Този продукт направи своя успешен дебют на индустриалната конференция за хуманоидна роботика и вграден интелект през 2025 г., проведена в Пекин на 15 април.

Най-малката сръчна ръка с 20-градуса-на свобода:

Технологията за сръчни ръце представлява значителни предизвикателства, като много твърдения на индустрията често са преувеличени. Според Robot Lecture Hall много производители предлагат продуктите си като „20 степени на свобода“ или „16+ степени на свобода“, но обикновено уточняват „12 активни степени на свобода“. Такива продукти обикновено се борят да получат признание от задгранични предприятия и университетски лаборатории.

Причината се крие в машинното инженерство, където степените на свобода се отнасят предимно до броя на независимите параметри на движение, необходими на механизма за постигане на конкретно движение. Повечето т. нар. -сръчни ръце с 20-DOF на пазара фундаментално не отговарят на този стандарт, като истинските им степени на свобода са ограничени до посочените активни степени. Следователно, когато южнокорейската компания за роботика Tesollo пусна своя петпръст хуманоиден грайфер Delto Gripper-5 Finger (DG-5F) през февруари тази година, той беше рекламиран като най-малкия продукт в света с истински 20 независими степени на свобода.

В сравнение с DG-5F на Tesollo, наскоро пуснатият EC-DexHand-5F на Inks не само се отличава с по-малък размер – обемът му е идентичен с този на ръката на възрастен мъж, но също така показва разпределение на свободата, по-тясно подравнено с човешката ръка. Този дизайн улеснява дистанционното управление на сръчната ръка за събиране на данни чрез използване на други устройства за наблюдение на състоянието на човешката ръка.

Технически погледнато, роботизираните сръчни ръце са много по-сложни от другите роботизирани компоненти и постигането на по-големи степени на свобода в рамките на по-малък отпечатък не е лесно постижение. В хардуерния дизайн, миниатюризирането на степените на свобода на всяка връзка изисква балансиране на компактността със структурната цялост. Например, бионичните пръсти трябва да поемат задвижващи устройства, трансмисионни механизми и сензори, като същевременно поддържат равновесие между изходната сила и скоростта на реакция. Изборът на материал за екстериора също трябва да балансира леката конструкция с издръжливост, адаптивност и твърдост.

Софтуерните алгоритми са изправени пред още по-големи предизвикателства. Решаването на-уравнения в реално време за висока-степен-на-свобода на-сръчните ръце включва силно излишни математически проблеми за оптимизиране, налагащи бързи осъществими решения чрез методи като псевдообратната на матрицата на Якоби или невронни мрежи. Например, по време на координирани операции с много-пръсти е необходимо динамично планиране на въртящите моменти на ставите, за да се избегне само-сблъсък, докато се адаптира към различни форми и тегло на обекта-изисквайки изключително високи-изчислителни ресурси в реално време. Освен това контролът на импеданса изисква прецизно моделиране на твърдостта на околната среда и параметрите на затихване, докато поддържането на стабилност при динамични смущения остава значително предизвикателство.

Подходът на Inks се откъсва от конвенционалните структури чрез внедряване на иновативно миниатюрно решение за свързване на EC-DexHand-5F. Всяка активна палецова става е проектирана като независима модулна единица, интегрираща двигател, редуктор и драйвер. Този дизайн с разпределено задвижване-управление позволява сръчната ръка да бъде сглобявана и разглобявана с гъвкавостта на градивни елементи. Избягва сложните многоставни трансмисионни вериги, намиращи се в традиционните конструкции, като блокиращи сухожилия или свързани зъбни колела, като по този начин намалява цялостната механична сложност.

Предвижда се, че EC-DexHand-5F ще осигури превъзходна производителност по отношение на продължителността на живота и надеждността, благодарение на своите модулни съединения и излишен дизайн на охлаждане. Inks разкри, че компанията е планирала стрес тестове за продължителността на живота за типични промишлени и медицински сценарии, с изчерпателен доклад за проверка на надеждността, планиран за пускане през 2025 г. Този доклад ще предостави на потребителите в различни области количествено измерими критерии за избор. Въпреки че окончателните данни за експлоатационния живот изискват валидиране чрез реални оперативни тестове, базирани на ускорени лабораторни тестове за стареене и историческото представяне на сравними модули, продуктът на Inks също се очаква да осигури впечатляваща издръжливост.