摘要： Festo 形狀自適應(yīng)抓手因其獨(dú)樹(shù)一幟的抓取原理概念贏得了國(guó)際知名的iF 設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)和紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)?；谧兩埳囝^的形狀自適應(yīng)抓手DHEF，如同變色龍舌頭一樣，可靠抓取不規(guī)則形狀、圓形以及脆弱物體。
在Festo，自然和技術(shù)是一個(gè)不可分割的整體。自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，F(xiàn)esto在仿生學(xué)領(lǐng)域投入了大量精力，致力于將自然基本原理應(yīng)用到自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。抓取這項(xiàng)技能一直在仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要角色。大自然常常為工業(yè)應(yīng)用提供令人驚嘆的靈感與創(chuàng)新解決方案。Festo仿生學(xué)研究網(wǎng)絡(luò)已開(kāi)發(fā)出多種仿生抓取應(yīng)用，其中形狀自適應(yīng)抓手DHEF已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)展為批量產(chǎn)品。
基于變色龍舌頭原理的抓取
在變色龍捕獵昆蟲時(shí)，可以觀察到變色龍舌頭的彈射力和形狀自適應(yīng)特性的絕妙配合。一旦變色龍?jiān)谝曇皟?nèi)鎖定獵物，它的舌頭就會(huì)如同皮筋那樣彈射出去，舌頭的中間部分會(huì)往回收而舌尖部分繼續(xù)向前射出。這樣，舌頭就能適應(yīng)獵物的形狀和大小，牢牢裹住獵物。獵物被舌頭粘附住后，變色龍像收釣魚線那樣收回舌頭。
DHEF 的功能原理基于變色龍的舌頭，用于抓取工件。該抓手可抓取、收集和放置不同形狀的物體，無(wú)需更換抓手。2020 年該抓手?jǐn)孬@了多項(xiàng)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)項(xiàng)，包括了iF 設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)和紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。
iF 設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)是全球最重要的設(shè)計(jì)獎(jiǎng)項(xiàng)之一，由德國(guó)歷史最悠久的工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)漢諾威工業(yè)設(shè)計(jì)論壇每年定期舉辦，頒發(fā)給各領(lǐng)域的杰出設(shè)計(jì)成就。紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)素有設(shè)計(jì)界的“奧斯卡”之稱。這兩項(xiàng)知名重磅設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)的評(píng)審團(tuán)對(duì)Festo仿生自適應(yīng)抓手DHEF以下功能原理大加贊賞：形狀自適應(yīng)抓手DHEF 的硅膠帽可自行裹住物體，抓住幾乎任意形狀的物體;自適應(yīng)抓取性能穩(wěn)定;彈性硅膠材質(zhì)讓該抓手可精確自適應(yīng)各種各樣的幾何形狀;與氣缸組合時(shí)，保持抓握物體狀態(tài)能耗非常小。
形狀自適應(yīng)，圓形、脆弱工件“手到擒來(lái)”
與市面上那些只能抓取特定元件的機(jī)械抓手不同，形狀自適應(yīng)抓手十分靈活。甚至可抓取無(wú)規(guī)律的形狀和圓形幾何形狀。因?yàn)椴淮嬖阡J邊，所以可抓取脆弱物體，如噴嘴、內(nèi)飾條。原則上，該抓手可一次動(dòng)作抓起多個(gè)工件，例如從托盤中拾起多個(gè)螺母。這種仿生抓手可用于傳統(tǒng)機(jī)器制造、電子或汽車行業(yè)中的小零件抓取，包裝機(jī)器的進(jìn)料單元，裝配工作中的人與機(jī)器人的合作，以及醫(yī)療行業(yè)中的義肢延伸等。
在奧迪智能工廠里，可以看到各類機(jī)械臂，這些機(jī)械臂按照既定程序完成位置識(shí)別，對(duì)汽車零部件進(jìn)行安裝。值得一提的是，奧迪工廠里用到了一款具有特殊抓取觸手的機(jī)械臂，這款機(jī)械臂由Festo生產(chǎn)，特點(diǎn)是帶有柔性觸手DHEF，靈活性高。除了抓取普通零件外，還可以抓取螺母、墊片等細(xì)微零件。它的高度靈活性和多功能性雖然還不能與人類的手相比，但它已經(jīng)非常接近。在人機(jī)合作領(lǐng)域開(kāi)辟了新的視角。
實(shí)用的產(chǎn)品特性
該抓手采用了彈性硅膠膜片，彈性佳，多層結(jié)構(gòu);一旦接通氣源且附加了帶集成氣接口的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器人接口后，就能被用作一個(gè)實(shí)用的自動(dòng)化元件。此外，抓手還有其它實(shí)用的特性，例如用于安裝傳感器的標(biāo)準(zhǔn)傳感器安裝槽以及便于替換塑膠帽的卡口鎖。
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