❶ 如何实现步进电机和手动均可以控制一机械的转动(当然不同时)连着步进电机(通电、但不转),用手转动
在步进电机的供电回路加装一个开关,断开供电,就可以手动转动电机。
❷ 欠驱动Or全驱动——关于机械手驱动方式的介绍与更优选择(以德国Schunk Hand为例)
欠驱动和全驱动两种机械手驱动方式在设计领域中有着显著的区别。欠驱动系统的特点是执行器数目小于自由度数目,如倒立摆就是一个典型的欠驱动实例,仅能控制水平面的运动,无法直接操控单摆角度。而全驱动系统则具备执行器数目等于自由度数目,实现完全可控的稳定系统。
在设计机器人或机电系统时,通常采用自由度数与执行器数相等的全驱动方案。然而,考虑到集成性、紧凑性、成本降低与简化后续运动控制等因素,许多机械手采用欠驱动方案,减少电机数量,实现自由度数与执行器数的差异。
从功能角度来看,全驱动机械手具备每个关节都能主动控制的特点,几乎能够模仿人类所有手型及精细动作,展现出出色的功能性。相比之下,欠驱动机械手在功能性方面存在局限,尤其在精度要求高的手指精细控制上表现不足,三个关节无法实现独立运动,限制了特定抓取场合的应用。
综合考虑,全驱动方案作为终极发展目标,但当前技术条件下,欠驱动方案是更优选择。优化欠驱动方案,提升功能性是实现更好性能的关键。在产业界和学术界,常见机械手中,26种采用欠驱动方案,4种采用全驱动方案。
结合Schunk Hand为例,它采用了一种结合全驱动和欠驱动理念的优化方案。能够主动控制的9个运动关节展现了这种结合的优势。在高功能性需求的手指上分配更多执行器(全驱动方案),而在低功能性需求的手指上分配较少执行器(欠驱动方案),实现系统简洁性与功能性的平衡。
具体的机械手DoA分配及分析将在后续文章中详细讨论。总体而言,选择更优的全驱动和欠驱动方案应基于设计者对每根手指功能性的期望,合理分配DoA,以达到功能与简洁性的最佳平衡。