Analisi approfondita dell'andamento dello sviluppo delle mani destre

Le mani destre sono un importante vettore per il "cerebellum" dei robot umanoidi per ottenere operazioni destre e interazione uomo-macchina, sviluppandosi verso un'elevata integrazione e intelligenza.Le mani abili sono effettivi finali altamente flessibili e complessi che svolgono un ruolo chiave nell'interazione tra robot e ambienteA causa della loro capacità di imitare varie abilità di presa e complesse capacità operative delle mani umane, sono ampiamente utilizzati in settori quali l'aerospaziale, la sanità,e produzione intelligenteSecondo i dati di Statista, la dimensione del mercato globale delle mani destre robotiche era di circa 1,16 miliardi di dollari nel 2021 e dovrebbe crescere a 3,035 miliardi di dollari entro il 2030,con una CAGR di 100,9% dal 2022 al 2030.

Negli ultimi anni, le mani manuali a basso costo e modulari sono diventate un punto di riferimento sul mercato

Come nuovo tipo di effettivo finale, le mani abilità robotiche svolgono un ruolo fondamentale nell'interazione tra robot e ambiente.Università e istituti di ricerca nazionali e internazionali hanno condotto una vasta ricerca sulle unità a mani destreDalle mani destre a tre dita alle mani destre bioniche a cinque dita, le applicazioni coprono scenari industriali e generali.Le abilità delle mani destre si sono evolute da semplici afferrazioni a compiti più complessi come piegare i vestiti e avvitare i bulloniAttraverso sensori tattili e di alta precisione, soddisfano i requisiti operativi in scenari reali.

I primi prodotti rappresentativi di mani destre

Dagli anni '70, le unità manuali robotiche sono passate da semplici pinze a mani destre bioniche per soddisfare diversi requisiti operativi.I prodotti rappresentativi di questo periodo includono la mano destro Okada del "Electrotechnical Laboratory" del Giappone., "la mano destra Stanford / JPL della Stanford University negli Stati Uniti, e la mano destra Utah / MIT sviluppata congiuntamente dal MIT e dall'Università dello Utah.Anche se le prime mani destre non sembravano flessibili, la loro esplorazione teorica ha gettato le basi per la ricerca sulle mani destre a più dita simili a quelle umane,fornire una preziosa esperienza teorica e pratica per la successiva progettazione di mani destre con più dita.

Verso la fine del 20° secolo, le mani abili dei robot entrarono in una fase di rapido sviluppo.mani destre con più dita hanno iniziato a evolversi verso elevate capacità di integrazione e di rilevamentoTra i prodotti tipici di questo periodo figurano le mani destre DLR-I e DLR-II del Centro aerospaziale tedesco, che integravano 25 sensori, tra cui sensori tattili simili alla pelle artificiale.sensori di coppia articolatiTuttavia, le mani abilità con più dita hanno dovuto affrontare sfide quali gli elevati costi di produzione, la mancanza di accesso ai dispositivi di controllo della velocità, la mancanza di accesso ai sensori di posizione e di temperatura, e la mancanza di accesso ai sensori di velocità.scarsa affidabilitàPertanto, negli ultimi anni, mani leggere, robuste, modulari e a basso costo sono diventate un punto focale del mercato.

Analisi della progettazione, della guida e delle strutture di trasmissione delle mani destre a più dita

In termini di progettazione dei prodotti, le strutture manuali destre sono principalmente suddivise in progettazioni azionate internamente, azionate esternamente e azionate ibride.mani destre iniziali tipicamente utilizzate disegni azionati esternamenteCon lo sviluppo dei motori a giunzione integrati, le dimensioni dei driver e la precisione della trasmissione sono notevolmente migliorate.e progettazioni interne sono diventate la via tecnologica principale, con mani destre che tendono verso la miniaturizzazione.

Confronto dei metodi di guida manuale destro (categorizzati per metodo di guida)

Le mani manuali sono guidate principalmente da motori elettrici, sistemi pneumatici o leghe a memoria di forma.offrendo vantaggi quali un'elevata forza motriceIn questi ultimi anni, la tecnologia dei servomotori per piccole mani destre si è rapidamente evoluta.e sono emerse sul mercato diverse importanti aziende di mani a manovra robotizzateI sistemi a propulsione pneumatica, sebbene meno costosi, presentano inconvenienti quali bassa rigidità e scarse prestazioni dinamiche.I primi azionamenti pneumatici hanno avuto origine in Giappone e possono essere suddivisi in pinze a forma di Y e a forma piatta, con diametri di cilindro di 16 mm, 20 mm, 25 mm, 32 mm e 40 mm. Le dita pneumatiche SMC giapponesi sono attualmente ampiamente utilizzate in scenari industriali.I sistemi guidati da leghe a memoria di forma sono per lo più in fase sperimentaleSebbene offrano velocità di guida elevata, hanno una bassa durata e non sono adatti per un uso a lungo termine con carichi elevati.

Classificazione delle mani destre con più dita

In termini di metodi di trasmissione, le mani destre sono classificate in tipi azionati da tendini, azionati da ingranaggi e azionati da collegamento.Le mani guidate dai tendini hanno una struttura semplice e un controllo flessibile, ma mancano di precisione di controllo e forza di presaLe maniglie con ingranaggi offrono un'elevata precisione di controllo, ma sono complesse e costose.ma hanno difficoltà nel controllo a lunga distanza e offrono uno spazio di presa limitato.

Progettata crescita del triplo nel prossimo decennio: si prevede che il mercato globale delle mani destre robotizzate supererà i 3,035 miliardi di dollari entro il 2030

Secondo Statista, il mercato globale delle mani destre robotiche era di circa 1,16 miliardi di dollari nel 2021.aerospazialeStatista prevede che la dimensione del mercato crescerà da USD 1,16 miliardi nel 2021 a USD 3,035 miliardi entro il 2030, con un CAGR del 10,9% dal 2022 al 2030.Allo stesso tempo, si prevede che il volume del mercato globale delle mani a destra robotizzate aumenterà da 507.500 unità nel 2021 a 1.4121 milioni di unità nel 2030, con un CAGR dell'11,7% dal 2022 al 2030.

Previsione del mercato mondiale delle mani destre robotizzate (2021-2030, in milioni di USD)

Attualmente, alcuni prodotti per mani manuali sono in fase di esplorazione iniziale, tra cui missioni spaziali extraveicoli, protesi bioniche, chirurgia a distanza,e assemblaggio di piccoli componenti su linee di produzione.

Il robot Robonaut della NASA dotato di mani destre auto-sviluppate

Nell'esplorazione aerospaziale, esempi di successo includono la mano Robonaut della NASA e la mano destro Robonaut2, e le mani destro DLR-I e DLR-II del Centro Aerospaziale Tedesco.Si prevede che il DEXHAND possa afferrare e usare strumenti EVA come pinze., forbici, piccole macchine da taglio, spazzole, martelli, pale, macchine da taglio, cavi (moltiplici), chiavi hexagonali e cacciavite automatiche a pistola (con il loro meccanismo di accensione).

Nel campo della riabilitazione medica, l'attenzione è rivolta ai bisogni di protesi.mani protesiche bioniche altamente flessibili utilizzano in genere sistemi di controllo basati sul riconoscimento di modelli per ottenere il controllo del movimento articolare a più gradi di libertàEsempi includono la velocità SensorHand di Ottobock, le mani destre di Bebionic e Michelangelo e il braccio eroe di Open Bionics.