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Sanctuary AI人形机器人Phoenix Gen7拥有22自由度灵巧手专利解读

Ai机器人网2024-07-29 09:14:5765

文章来源：Sanctuary AI专利

封面和图片来源：Sanctuary AI

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主要内容

人形机器人洞察

BTIResearch

Sanctuary AI 的 Phoenix Gen7 拥有世界上最像人类的手。

它的结构似乎太复杂了，可能会具有 22 个或更多自由度（DOF）。

图片来源：Sanctuary AI

由Sanctuary Cognitive Systems Corp提交的US11639004B2披露了可能在Phoenix Gen7中使用的机械手的结构。

在这篇专利中，可能会披露一些 Phoenix Gen7 22自由度灵巧手相关内容，小编在此抛砖引玉，粗略总结一下专利的核心内容（由于专业度不够，阅读文件可能存在理解错漏之处，敬请谅解），更多细节，请各位读者阅读专利参考。

专利已经上传至知识星球，加入即可下载。

01

专利信息总结

Mechanical hand, useful in robotics
专利号及图片来源：US11639004B2
摘要

机械手模仿人手，具有相似的自由度和感知能力，同时在视觉上与人手相似。机械手包括机械手骨架和完全包裹机械手骨架的弹性弹性体（例如，硅胶）皮肤。机械手骨架可以有利地直接模制到弹性弹性体（例如，硅胶）皮肤中，使得手的外观、移动和感觉与真实的人手非常相似。机械手可以应用于机器人技术，例如作为臂端工具或末端执行器，或者可以具有其他应用。机器人应用可以包括假肢应用。

图片来源：WO2024072984A1

背景及相关技术描述

机器人或机器人附件通常使用端臂工具或末端执行器与机器人操作环境中的物体进行交互。一些端臂工具或末端执行器是相对简单的物品，没有移动元件（例如推杆、钩子、吸盘），允许与环境中的物体进行简单的交互或接触（例如推、拉、举）。其他端臂工具或末端执行器是相对复杂的机器，具有移动元件（例如夹子、手指），允许与环境中的物体进行复杂的交互或接触（例如抓取）。

随着机器人领域的发展，人们需要更加复杂和/或强大的末端执行器或末端执行器。
机械手模仿人手，具有相似的自由度和感知能力，同时在视觉上与人手相似。机械手包括机械手骨架和完全包裹机械手骨架的弹性弹性体（例如，硅胶）皮肤。机械手骨架可以有利地直接模制到弹性弹性体（例如，硅胶）皮肤中，使得手的外观、移动和感觉与真实的人手非常相似。机械手可以应用于机器人技术，例如作为臂端工具或末端执行器，或者可以具有其他应用。机器人应用可以包括假肢应用。

图片来源：Sanctuary AI

机械手可以概括为包括：手掌；至少三个机械手指，每个机械手指分别包括至少三个机械连杆、至少两个卷曲关节，并且具有尖端和基部，每个机械手指的基部耦合到手掌，尖端和基部之间沿着每个机械手指的每对连续机械连杆的机械连杆通过至少两个卷曲关节中的相应一个枢转地耦合到彼此；多个机械肌腱，每个机械肌腱耦合到机械手指的至少一个机械连杆；以及完全包裹至少手掌和机械手指的弹性材料外皮。
机械手还可以包括：至少一个传感器，该至少一个传感器至少位于至少一个机械手指的尖端附近，其中皮肤还完全包裹该至少一个传感器。该至少一个传感器可以是压力传感器或接近传感器中的至少一个。机械手还可以包括：至少一根导线，该至少一根导线电耦合到该至少一个传感器，其中皮肤还完全包裹该至少一根导线。该至少一根导线可以包括电绝缘套管并且至少延伸到手掌。
手掌可以具有近端部分和远端部分，机械手指至少耦合在手掌的远端部分附近，并且还包括：机械腕连接接口，机械腕连接接口耦合到手掌的远端部分或作为手掌远端部分的一部分。
皮肤还可能完全包裹机械手腕连接接口。

专利要点总结机械手结构：机械手包括一个机械手骨架和覆盖在骨架上的弹性体（例如硅胶）皮肤。机械手骨架可以直接铸模进弹性体皮肤中，使得手的外观、运动和触感都非常类似于真实的人手。

  • 自由度：机械手设计有多个自由度，类似于人手，包括多个机械手指和拇指，每个都由多个机械链接和至少两个卷曲关节组成。
  • 传感器集成：机械手可以集成至少一个传感器，例如压力传感器或接近传感器，这些传感器被安置在机械手指的尖端附近，并且皮肤完全覆盖这些传感器。
  • 电子元件：机械手包含电线和印刷电路板，用于连接和传输传感器数据到处理器或控制器。
  • 制造方法：专利描述了一种制造机械手的方法，包括将至少三个机械手指连接到手掌上，每个手指都由至少两个卷曲关节和一个尖端与基部构成。制造过程涉及将机械手骨架和电子元件放置在模具中，然后用弹性材料（如硅胶）覆盖并固化。
  • 皮肤材料：机械手的皮肤由弹性材料制成，完全包裹手掌和机械手指，包括电线和传感器。
  • 应用领域：这种机械手在机器人领域有潜在的应用，例如作为末端执行器或工具，也可能用于假肢等其他应用。
  • 机械手腕连接：机械手可能包括一个机械手腕连接界面，可以与机械手腕耦合，提供手掌相对于机械手腕的至少一个自由度。

专利核心技术创新点总结这些创新点展示了一种高度集成和仿真的机械手设计，可以广泛应用于机器人技术、假肢以及其他需要精确控制和触觉反馈的领域。

  • 仿生机械手设计：机械手模仿人类手部的自由度和感觉能力，外观和动作类似于真人手。
  • 一体化机械手骨架与皮肤：机械手骨架直接铸模进弹性体（例如硅胶）皮肤中，提供了外观、运动和触感的高度仿真。
  • 多自由度机械手指：每个机械手指由多个机械链接和至少两个卷曲关节组成，允许复杂的动作和抓握。
  • 集成传感器：在机械手指的尖端集成了至少一种传感器（如压力或接近传感器），并被皮肤完全覆盖，以提供触觉反馈。
  • 电线和印刷电路板的集成：电线和印刷电路板用于连接传感器和处理器，且被皮肤材料完全覆盖，保持了机械手的外观和功能性。
  • 特定的机械结构：包括用于手指展开的特定机械结构和关节，允许手指像人手一样展开和闭合。
  • 制造方法创新：专利描述了一种将机械手骨架、传感器和电子元件集成到模具中，并用弹性材料（如硅胶）覆盖的制造方法。
  • 机械手腕连接界面：设计了一种机械手腕连接界面，允许机械手与机械手腕耦合，提供额外的自由度。
  • 通过张力控制手指展开：通过电缆张力控制手指的展开，模仿人手的自然运动。
  • 弹性材料的创新使用：使用硅胶等弹性材料不仅作为覆盖层，还可能作为恢复力的来源，模仿人手的自然弹性。专利核心技术优势高度仿真：机械手设计模仿人手的外观和动作，具有类似的自由度和感觉能力，提供了高度的仿生性能。
  • 集成化设计：机械手的骨架和传感器直接铸模进弹性体皮肤中，实现了机械结构和外观皮肤的一体化，简化了组装过程。
  • 灵活性和适应性：机械手具有多个自由度，能够执行复杂的动作和抓握任务，适用于多变的操作环境。
  • 触觉反馈：集成的传感器提供了机械手的触觉反馈能力，增强了与环境的交互和操作的精确性。
  • 耐用性和可靠性：使用硅胶等弹性材料作为皮肤，不仅提供了良好的触感和外观，还增加了机械手的耐用性和可靠性。
  • 易于维护：集成的电线和印刷电路板被皮肤完全覆盖，保护了内部电子元件，减少了外部损害的风险。
  • 精确控制：通过电缆张力控制手指的展开，提供了精确的动作控制能力。
  • 多功能性：机械手不仅可以作为机器人的末端执行器，还可以用于假肢和其他需要模拟人手功能的应用。
  • 制造效率：专利描述的制造方法允许高效的生产过程，通过模具铸造一次性形成机械手的皮肤和结构。
  • 安全性：机械手的设计考虑了与人类交互的安全性，集成的传感器和控制机制可以防止对操作者造成伤害。

  • 美观性：机械手的外观类似于真人手，提供了更好的视觉接受度和美观性。

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