获奖等级：三等奖
设计者：韩广明，祝晶，朱开元
指导教师：董二宝
研制仿生灵巧手的主要目的在于解决残疾人在家中的诸多不便，让残疾人拥有一款美观真实并且柔软灵巧的智能假手，帮助他们解决在衣、食、住、行上的各种难题。当然，仿生灵巧手还可以用作服务机器人的末端机械手，完成相应的操作任务。(www.xing528.com)
本项目依照人手仿生学原理，采用形状记忆合金（shape memory alloys，SMA）丝作为人工肌肉，设计和制作了一款外形具有高仿真性，动作具有高逼真性且工作稳定、寿命长、成本低的柔性多指仿生灵巧手（图53）。该灵巧手由软体材料制成，具有小巧、轻便、安全、灵活的特性，对抓取物与操作者不会造成伤害，特别是当操作涉及柔软、脆嫩的对象，或是涉及碰撞、需求阻尼的场合时，其优势便显现出来。该柔性灵巧手有望取代传统机械手成为人类未来生活的最亲密伙伴，其主要特点有：①全新的驱动方式，采用智能材料SMA丝作为驱动源，具有能力密度高、成本低、承载能力强、响应快、无声操作且具有自感知能力的优点，启动与控制简单；②外表具有高仿真性，柔性外皮不会对操作者与目标物造成损伤；③动作具有高逼真性，手指弯曲幅度、响应时间、指尖输出力都与人手极为相似；④工作稳定，寿命长，测试中往复运行6×105次性能仍很稳定；⑤制作简单，成本低。
团队经过近4个月的合作，已完成第三代灵巧手主体模块和控制模块的设计与制作。并将肌电控制系统应用到了灵巧手中，实现了灵巧手的人机交互操作，为其作为智能假肢的应用提供了基础。另外，将柔性仿生灵巧手与Kinova机械臂相结合，通过控制机械臂与灵巧手的运动可以完成更加多样的任务，并采用Tobii眼动仪系统控制机械臂运动，对于四肢障碍的残疾人来说仅用自己的眼睛就能控制机械臂。目前我们已对灵巧手系统进行了多项试验，验证了系统高度的稳定性和极高的使用性。
图53 SMA人工肌肉仿生灵巧手
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