Five-fingered Hand with Wide Range of Thumb Using Combination of Machined Springs and Variable Stiffness Joints

人类的手不仅可以抓住各种形状和大小的物体并在手中操纵它们，还可以施加如此大的握力，以至于可以在悬挂杆和攀爬梯子等情况下支撑身体。另一方面，大多数机器人手无法同时管理这两个功能。因此，在本文中，我们开发了一种可以抓住各种物体并施加大握力的手。为了开发这样的手，我们专注于拇指CM关节和四个手指的MP关节，这些关节具有广泛的运动范围和外展和内收的DOF。基于使用机械弹簧的具有大握力和灵活性的手，我们将上述关节机制应用于手部。拇指CM关节具有广泛的运动范围，因为它结合了三个机械弹簧，而四个手指的MP关节具有可变刚度机制，而不是独立驱动每个关节以在有限的空间和有限的执行器下移动关节。使用开发的手，我们实现了抓住各种物体，支撑大负载和与手臂进行多个动作。

论文试图解决机器人手无法同时具备灵活性和大力度抓握的问题。

通过对拇指CM关节和四个手指MP关节的设计，实现机器人手的灵活抓握和大力度支撑。

论文中采用了机械弹簧和可变刚度机制，实现了拇指CM关节和四个手指MP关节的高灵活性和大力度支撑。实验结果表明该机器人手能够成功抓握各种形状的物体，并支撑大负载。

近期的相关研究包括《A Review of Robotic Hands》、《Design and Control of Soft Robots for Grasping and Manipulation》等。