Głęboka analiza trendów rozwoju rąk zręcznych

Zdolne ręce są ważnym nośnikiem dla "mózgów" robotów humanoidalnych, aby osiągnąć zręczne operacje i interakcje między człowiekiem a maszyną, rozwijając się w kierunku wysokiej integracji i inteligencji.Łatwe ręce są bardzo elastycznymi i złożonymi efektami końcowymi, które odgrywają kluczową rolę w interakcji między robotami a środowiskiemZe względu na ich zdolność do naśladowania różnych zręcznych chwytów i złożonych zdolności operacyjnych ludzkich rąk, są one szeroko stosowane w takich dziedzinach jak lotnictwo, opieka medyczna,i inteligentnej produkcjiZgodnie z danymi statistycznymi globalny rynek robotów z prawymi rękami wynosił w 2021 r. około 1,16 mld USD, a do 2030 r. spodziewany jest wzrostu do 3,035 mld USD.z CAGR 100,9% w latach 2022-2030.

Niedrogie, modułowe, zręczne ręce stały się w ostatnich latach przedmiotem zainteresowania rynku

Jako nowy rodzaj efektorów końcowych, ręce robotów odgrywają kluczową rolę w interakcji między robotami a środowiskiem.Krajowe i międzynarodowe uniwersytety i instytucje badawcze przeprowadziły szerokie badania nad zręcznymi jednostkami końcowymiPocząwszy od trójpalców, aż po pięciopalcówki bioniczne, zastosowania obejmują scenariusze przemysłowe i ogólne.Umiejętności zręcznych rąk przekształciły się z prostego chwytania do bardziej złożonych zadań, takich jak składanie ubrań i skręcanie śrubDzięki wysokiej precyzji i czujnikom dotykowym spełniają wymagania operacyjne w realnych scenariuszach.

Wczesne, reprezentatywne produkty zręcznych rąk

Od lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia, jednostki ręczne robotów przeszły od prostych uchwytów do bionicznych zręcznych rąk, aby sprostać różnym wymaganiom operacyjnym.Reprezentatywne wyroby z tego okresu obejmują Okada ręka zręczna z japońskiego "Electrotechnical Laboratory", "ręka zręczna Stanford / JPL z Uniwersytetu Stanforda w Stanach Zjednoczonych i ręka zręczna Utah / MIT opracowana wspólnie przez MIT i Uniwersytet Utah.Chociaż wczesne rączki nie wydawały się elastyczne, ich teoretyczne badania stworzyły podstawy badań nad ludzkimi rękami z wieloma palcami,dostarczanie cennych doświadczeń teoretycznych i praktycznych do późniejszego projektowania rąk z wieloma palcami.

Pod koniec XX wieku, ręce robotów weszły w fazę szybkiego rozwoju.wielopalcowe zręczne ręce zaczęły ewoluować w kierunku wysokiej integracji i zdolności czuwaniaTypowe produkty z tego okresu to zręczne ręce DLR-I i DLR-II z niemieckiego Centrum Lotnictwa Kosmicznego, które zintegrowały 25 czujników, w tym czujniki dotykowe podobne do sztucznej skóry,czujniki wspólnego momentu obrotowegoW tym celu wykorzystano wiele urządzeń, w tym czujniki pozycji i czujniki temperatury, zwiększając w ten sposób elastyczność i zdolności wykrywania.słaba niezawodnośćDlatego w ostatnich latach, lekkie, wytrzymałe, modułowe i niedrogie, zręczne ręce stały się przedmiotem zainteresowania rynku.

Analiza konstrukcji rąk z wieloma palcami, układów kierowniczych i przekładni

Z punktu widzenia projektowania produktów, zręczne konstrukcje ręczne są głównie podzielone na konstrukcje napędzane wewnętrznie, napędzane zewnętrznie i napędzane hybrydowo.wczesne rączki zręczne zazwyczaj używane zewnętrznie napędzane wzoryWraz z rozwojem zintegrowanych silników łącznych znacznie poprawiły się rozmiary sterowników i dokładność biegów.i wewnętrznie napędzane projekty stały się główną drogą technologiczną, z zręcznymi rękami zmierzającymi ku miniaturyzacji.

Porównanie metod jazdy ręcznie (zorty według metod jazdy)

Wykorzystuje się je głównie w przypadku silników elektrycznych, systemów pneumatycznych lub stopów pamięci kształtowej.oferuje takie zalety, jak wysoka siła napędowaW ostatnich latach technologia serwomotoru dla małych, zręcznych rąk szybko się rozwinęła.Na rynku pojawiło się kilka znakomitych firm zajmujących się robotamiSystemy napędzane pneumatycznie, choć są tańsze, mają wady, takie jak niska sztywność i słaba wydajność dynamiczna.Pierwsze napędy pneumatyczne powstały w Japonii i można je podzielić na uchwytki palcowe w kształcie litery Y i płaskieJapońskie palce pneumatyczne SMC są obecnie szeroko stosowane w scenariuszach przemysłowych.Systemy napędzane stopami pamięci kształtowej są głównie w fazie eksperymentalnejOferują one szybką prędkość jazdy, ale mają niską trwałość i nie nadają się do długotrwałego użytkowania przy dużym obciążeniu.

Klasyfikacja rąk wielopalców

Z punktu widzenia metod transmisji, prawe ręce są klasyfikowane na typy napędzane ścięgna, napędzane biegnikami i napędzane łączeniem.Ręce napędzane ścięgami mają prostą strukturę i elastyczne sterowanie, ale brakuje im precyzji sterowania i siły uchwytuRęka z napędem biegów zapewniają wysoką precyzję sterowania, ale są skomplikowane i kosztowne.ale mają trudności z sterowaniem na odległość i oferują ograniczoną przestrzeń chwytania..

Przewidywany wzrost trzykrotny w ciągu następnej dekady: Oczekuje się, że do 2030 r. globalny rynek robotów rąk zręcznych przekroczy 3,035 mld USD

Według Statisty, globalny rynek robotów z prawymi rękami wyniósł około 1,16 miliarda USD w 2021 r. Popyt na prawe ręce jest silny w takich sektorach, jak automatyka przemysłowa,przemysł lotniczyStatista przewiduje, że wielkość rynku wzrośnie z 1,16 mld USD w 2021 r. do 3,035 mld USD do 2030 r., z CAGR 10,9% od 2022 do 2030 r.W tym samym czasie, globalna wielkość rynku robotów z prawymi rękami ma wzrosnąć z 507 500 sztuk w 2021 r. do 1,4121 mln sztuk w 2030 r., z CAGR 11,7% w latach 2022-2030.

Prognozy rynkowe dla światowego rynku robotów z prawymi rękami (2021-2030, w milionach USD)

Obecnie niektóre produkty ręczne znajdują się na wczesnym etapie eksploracji, w tym misje kosmiczne poza pojazdami, bioniczne protezy, operacje zdalne,i montażu małych komponentów na liniach produkcyjnych.

Robot Robonaut NASA wyposażony w samodzielnie opracowane zręczne ręce

W badaniach lotniczych, udane przykłady obejmują rękę Robonauta NASA i rękę zręczną Robonaut2, oraz ręce zręczne DLR-I i DLR-II z niemieckiego Centrum Lotniczego i Kosmicznego.Oczekuje się, że DEXHAND uchwyci i obsłuży narzędzia EVA, takie jak szczypce, nożyczki, małe nożyczki, szczotki, młotki, łopaty, nożyczki, kable (wielokrotne), klucze sześciokątne i automatyczne śrubokręty z uchwytem pistoletu (z obsługą ich mechanizmów uruchamiania spustu).

W dziedzinie rehabilitacji medycznej, skupiamy się na potrzebach protezy.wysoce elastyczne bioniczne ręce protetyczne zazwyczaj wykorzystują systemy sterowania oparte na rozpoznawaniu wzorów w celu uzyskania kontroli ruchu stawów o wielu stopniach swobodyPrzykłady to: SensorHand Speed Ottobocka, zręczne ręce Bebionic i Michelangelo oraz Arm Hero Open Bionics.