Las manos diestros son un importante portador para el "cerebelo" de los robots humanoides para lograr operaciones diestros e interacción hombre-máquina, desarrollándose hacia una alta integración e inteligencia.Las manos diestros son extremadamente flexibles y complejos efectos finales que desempeñan un papel clave en la interacción entre los robots y el medio ambienteDebido a su capacidad para imitar varias agarraduras diestros y capacidades operativas complejas de las manos humanas, se utilizan ampliamente en campos como el aeroespacial, la atención médica,y la fabricación inteligenteSegún los datos de Statista, el tamaño del mercado mundial de manos robóticas diestros fue de aproximadamente USD 1.16 mil millones en 2021, y se espera que crezca a USD 3.035 mil millones para 2030,con una CAGR de 100,9% entre 2022 y 2030.
En los últimos años, el mercado se ha centrado en las manos diestros modulares de bajo costo
Como un nuevo tipo de efector final, las manos robóticas diestros desempeñan un papel fundamental en la interacción entre los robots y el medio ambiente.universidades nacionales e internacionales e instituciones de investigación han llevado a cabo una extensa investigación sobre las unidades de extremo de mano diestraDesde las manos diestros con tres dedos hasta las manos diestros biónicos con cinco dedos, las aplicaciones abarcan escenarios industriales y generales.Las habilidades de las manos destrezas han evolucionado desde el simple agarre a tareas más complejas como doblar ropa y atornillar pernosA través de alta precisión y detección táctil, cumplen con los requisitos operativos en escenarios del mundo real.
Los primeros productos representativos de manos destrezas
Desde la década de 1970, las unidades de manos robóticas han pasado de simples agarres a manos biónicas diestras para satisfacer diversos requisitos operativos.Los productos representativos de este período incluyen la mano diestra Okada del Laboratorio Electrotecnológico de Japón., "la mano diestra de Stanford / JPL de la Universidad de Stanford en los Estados Unidos, y la mano diestra de Utah / MIT desarrollada conjuntamente por el MIT y la Universidad de Utah.Aunque las primeras manos diestros no parecían flexibles, su exploración teórica sentó las bases para la investigación de manos diestras con varios dedos similares a los humanos,proporcionando una valiosa experiencia teórica y práctica para el diseño posterior de manos diestras con varios dedos.
A finales del siglo XX, las manos robóticas dexteras entraron en una fase de rápido desarrollo.Las manos diestros con varios dedos comenzaron a evolucionar hacia una alta integración y capacidades de detección.Los productos típicos de este período incluyen las manos destrezas DLR-I y DLR-II del Centro Aeroespacial Alemán, que integraban 25 sensores, incluidos sensores táctiles similares a la piel artificial.sensores de torque en las articulacionesSin embargo, las manos hábiles con varios dedos se enfrentaban a desafíos como los altos costos de fabricación, el desgaste y el desgaste.poca fiabilidadPor lo tanto, en los últimos años, las manos ligeras, robustas, modulares y de bajo costo se han convertido en el foco del mercado.
Análisis del diseño de la mano diestra de varios dedos, conducción y estructuras de transmisión
En términos de diseño de productos, las estructuras de mano diestra se dividen principalmente en diseños impulsados internamente, impulsados externamente e impulsados híbridos.manos diestros tempranos típicamente utilizados diseños impulsados externamenteCon el desarrollo de los motores conjuntos integrados, el tamaño de los controladores y la precisión de la transmisión han mejorado significativamente.y los diseños impulsados internamente se han convertido en la vía tecnológica principal, con manos destrezas tendencia hacia la miniaturización.
Comparación de los métodos de conducción de mano hábil (categorizados por método de conducción)
Las manos diestros son conducidos principalmente por motores eléctricos, sistemas neumáticos, o aleaciones de memoria de forma.ofreciendo ventajas tales como una alta fuerza de conducciónEn los últimos años, la tecnología del servomotor para manos pequeñas ha evolucionado rápidamente.y varias empresas de manos robóticas destrezas han surgido en el mercadoLos sistemas de accionamiento neumático, aunque son más baratos, presentan inconvenientes como una baja rigidez y un bajo rendimiento dinámico.Los primeros motores neumáticos se originaron en Japón y se pueden dividir en agarres de dedo en forma de Y y planosLos dedos neumáticos japoneses SMC se utilizan actualmente ampliamente en escenarios industriales.Los sistemas impulsados por aleaciones de memoria de forma se encuentran en su mayoría en fase experimentalSi bien ofrecen una velocidad de conducción rápida, tienen poca durabilidad y no son adecuados para un uso a largo plazo con una gran carga.
Clasificación de las manos diestras con varios dedos
En términos de métodos de transmisión, las manos destras se clasifican en tipos impulsados por tendones, accionados por engranajes y accionados por enlaces.Las manos impulsadas por tendones tienen una estructura simple y un control flexible, pero carecen de precisión de control y fuerza de agarreLas manos accionadas por engranajes ofrecen una alta precisión de control, pero son complejas y costosas. Las manos accionadas por enlace pueden agarrar objetos grandes y tienen diseños compactos.Pero se enfrentan a dificultades en el control a larga distancia y ofrecen un espacio de agarre limitado.
Se prevé que el crecimiento se triplicará en la próxima década: se espera que el mercado mundial de manos diestros robóticos supere los USD 3.035 mil millones para 2030
Según Statista, el mercado global de manos diestros robóticos fue de aproximadamente USD 1.16 mil millones en 2021. La demanda de manos diestros es fuerte en sectores como la automatización industrial,el sector aeroespacialLa estadística predice que el tamaño del mercado crecerá de USD 1.16 mil millones en 2021 a USD 3.035 mil millones para 2030, con un CAGR del 10.9% de 2022 a 2030.Al mismo tiempo, se espera que el volumen del mercado mundial de manos robóticas diestros aumente de 507.500 unidades en 2021 a 1.4121 millones de unidades en 2030, con un CAGR del 11,7% de 2022 a 2030.
El mercado de la mano diestra robótica en el mundo (2021-2030, en millones de USD)
En la actualidad, algunos productos de mano diestra están en la etapa inicial de exploración, incluyendo misiones extravehiculares de naves espaciales, prótesis biónicas, cirugía remota,y montaje de componentes pequeños en líneas de producción.
El robot Robonaut de la NASA equipado con manos destrezas desarrolladas por él mismo
En la exploración aeroespacial, los ejemplos exitosos incluyen la mano Robonaut de la NASA y la mano diestra Robonaut2, y las manos diestras DLR-I y DLR-II del Centro Aeroespacial Alemán.Se espera que el DEXHAND agarre y maneje herramientas EVA como alicates, tijeras, pequeños cortadores, cepillos, martillos, palas, cortadores, cables (múltiples), llaves hexadecimales y destornilladores automáticos de pistolas (que soportan sus mecanismos de disparo).
En el campo de la rehabilitación médica, el foco está en las necesidades de prótesis.Las manos protésicas biónicas altamente flexibles suelen usar sistemas de control basados en reconocimiento de patrones para lograr un control de movimiento articular de varios grados de libertadLos ejemplos incluyen la velocidad SensorHand de Ottobock, las manos diestros de Bebionic y Michelangelo y el brazo héroe de Open Bionics.
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