仿人灵巧手结构设计综述（二）

  承接上贴，在大致了解人手的结构与运动后，我们将继续了解仿人灵巧手的设计思路。同时本贴将涵盖灵巧手小知识(一)所介绍的驱动方式，对几种较为典型的灵巧手进行介绍。

2. 几种典型的灵巧手设计

  早期灵巧手的设计采用串联结构，即在手指的每个关节处安装驱动元件，单独控制灵巧手的各个自由度。然而该设计会使大部分重量叠加在手指上，导致其运动速度下降；同时增加手指的体积，使其很难做到与人手类似的大小。在这一背景下，采用连杆、气动或腱绳等方式耦合若干关节的灵巧手应运而生。此类灵巧手的驱动元件少于关节数量，可显著减轻手指重量。同时还可将驱动元件如电机等集中布置于手掌内，使灵巧手具备更高的承载能力及更好的稳定性，利于后续维护保养。另一方面，电机数量(主动自由度的数量等同驱动元件数量，通过耦合方式实现联动的关节则为从动自由度)的减少意味着此类灵巧手很难做到与人手相似的灵活性。目前不同机构、高校自主研发的灵巧手仍处于百花齐放的状态，尚未形成统一可循的标准以供参考。后文将挑选这一领域中比较典型的设计以供分享。
  哈尔滨工业大学提出的DLR/HIT II仿人灵巧手由5个完全相同的模块化手指和1个独立手掌构成，每根手指具有4关节、3自由度，末端的两个关节通过钢丝耦合联动。采用新型盘式无刷直流电机及齿形皮带传动，手掌内集成驱动元件和电路板，显著减小手指体积和质量。手指指尖输出力能够达到10 N。
        Shadow Robot公司于2005年推出了Shadow灵巧手，发展至今该产品已具备24个自由度及20个电机。Shadow灵巧手通过腱绳实现关节运动及力的传递，同时配备触觉传感器以增强感知能力，在科研领域有广泛的应用。
  来自韩国的研究团队于2021年提出了一种完全由连杆驱动的ILDA(Integrated linkage-driven dexterous anthropomorphic)手，每根手指具有3个主动自由度，通过3个驱动电机及连杆组实现屈曲-伸展及外展-内收运动。ILDA手具有20个关节，手指末端最大输出力可达34N，整机重量1.1kg。

参考文献：
[1] Liu H, Wu K, Meusel P, et al. Multisensory five-finger dexterous hand: The DLR/HIT hand II[C]//2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. IEEE, 2008: 3692-3697.
[2] Kochan A. Shadow delivers first hand[J]. Industrial Robot: An International Journal, 2005, 32(1): 15-16.
[3] Kadalagere Sampath S, Wang N, Wu H, et al. Review on human‐like robot manipulation using dexterous hands[J]. Cognitive Computation and Systems, 2023, 5(1): 14-29.
[4] Kim U, Jung D, Jeong H, et al. Integrated linkage-driven dexterous anthropomorphic robotic hand[J]. Nature Communications, 2021, 12(1): 7177.

shadow的手是绳驱的，不是气动的。