文章核心观点 - 文章介绍了一种新型多模式仿生机械手 其设计灵感源于人类手指的生物学优势 结合了刚性骨架与柔性磁性硅胶皮肤 并集成多种传感器 实现了包裹式、平行式和吸附式三种抓取模式 旨在提升机械手在复杂场景如外卖打包中的自主抓取适应性和智能感知能力 [3][4][11] 仿生机械手设计 - 仿生手指将磁性硅胶皮肤与刚性骨架相结合 指尖集成真空吸盘 通过钢绳配合丝杠螺母机构实现手指关节的耦合连接 [3][4] - 基于上述设计 机械手拥有包裹式、平行式和吸附式三种抓取模式 [4] 传感与感知技术 - 手指内部集成霍尔传感单元 用于检测磁性硅胶薄膜的形变情况 通过检测硅胶的三轴磁场实时获取抓取信息 [6] - 柔软的磁性硅胶层在抓取过程中提供柔顺适应性 混合磁粉并经单向充磁后 硅胶内部形成规律磁场 形变时磁性颗粒朝向变化导致外部磁场改变 [6] - 通过霍尔传感器实时检测 可将抓取过程分为四个阶段：靠近物体、夹紧物体、抓起物体及放开物体 阶段a的一阶导数远小于阶段b 分别对应靠拢和挤压 磁场跳变可作为触觉力感知 磁场叠加可间接探测物体尺寸 [8] 数据采集与物体识别 - 通过上位机控制四连杆机构使手指缓慢靠近 磁数据收集器每隔0.25秒采集一次磁场信息并同步记录手指距离D 从而获得磁场变化量∆B与抓取直径D的关系曲线 为后期抓取提供物体尺寸信息 [10] 实验平台与应用场景 - 为检测机械爪的抓取能力和现实适应性 搭建了自主抓取实验平台 该平台搭配RM65机械臂和D455深度相机 通过外部深度相机识别物体并返回三维坐标信息 配合机械臂实现全自主抓取操作 特别针对外卖打包场景 [11] 文章来源与作者 - 论文作者包括王仕贤、杨少博、王俊沣、李博澳、孙富春、闫俊霞和方斌 文章来源为CAAI认知系统与信息处理专委会 [13]