طراحي و ساخت پنجه رباتيك براي گرفتن موفق اجسام مختلف در محيط ‌هاي با ساختار نامعين

Design and fabrication of robotic gripper for robust grasping various objects in unstructured environments

عمل گرفتن در محيط‌هاي ناشناخته يكي از چالش برانگيز‌ترين مسائل رايج در علم رباتيك است. نا‌مشخص بودن ويژگي‌هاي اصلي جسم هدف و محيط اطرافش؛ باعث استفاده از دست‌هاي پيچيده با سنسورهاي دقيق و دشوار براي كنترل مي‌شود. به همين منظور در اين تحقيق تلاش شده كه تركيب ساختار سينماتيكي يك انگشت سهبندي و يك انگشت دوبندي ساده، براي طراحي و ساخت يك پنجه رباتيك مورد بررسي قرار گرفته شود. در ابتدا چالش‌هاي مرتبط با عمل گرفتن بوسيله طراحي دقيق مكانيكي پنجه تجزيه و تحليل شده است. سپس به طراحي و ساخت نمونه پنجه دو انگشتي با تركيب يك انگشت سه‌بندي شبيه به انگشت اشاره دست انسان و يك انگشت دوبندي مشابه انگشت شست دست انسان پرداخته مي‌شود. در ادامه عملكرد اين دست براي گرفتن اجسام با اشكال مختلف آزمايش و بررسي مي‌شود. از نتايج استنباط مي‌شود كه حتي با داشتن دو انگشت و طراحي ساده و بدون نياز به كنترل پيچيده؛ مي‌توان اجسام مختلفي را به‌طور موفق گرفت. همچنين با اين نزديكي به ساختار سينماتيك انگشتان دست انسان و در مقايسه با تحقيقات قبلي نشان داده مي‌شود كه تركيب انگشتان سه‌بندي دوبندي نسبت به پنجه متقارن دوبندي دوبندي كارايي بهتري براي گرفتن موفق اجسام بزرگ خواهد داشت.

Grasping in unstructured environments is one of the most challenging issues currently facing robotics. The inherent uncertainty about the properties of the target object and its surroundings makes the use of robot hands, which typically involve complex hands, require elaborate sensor suites, and are difficult to control. For this purpose, in this paper combining the kinematic structure of a three and two links finger for design and fabrication of robotic gripper will be evaluated. At first, the challenges associated with grasping by careful mechanical design of gripper was analyzed. Then, will be described the design and fabrication of a sample gripper with combining a threelinks finger similar to the human index finger and a twolinks finger similar to the thumb. In the following, the performance of this hand for grasping various objects will be examined. The results show that with two fingers and simple design, without require to the complex control can grasp various objects successfully. Also the results demonstrate that compared with the previous researches and by proximity to the kinematic structure of the human hand fingers, by combining two with three link fingers this gripper will have a better performance than the previous symmetric gripper for successful grasping large objects.