在Festo,自然和技術(shù)是一個不可分割的整體。自20世紀90年代初以來,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)用到自動化技術(shù)領(lǐng)域。抓取這項技能一直在仿生學(xué)習網(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)進一步發(fā)展為批量產(chǎn)品。
自適應(yīng)抓手DHEF
基于變色龍舌頭原理的抓取
在變色龍捕獵昆蟲時,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。一旦變色龍在視野內(nèi)鎖定獵物,它的舌頭就會如同皮筋那樣彈射出去,舌頭的中間部分會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。
變色龍舌頭抓取
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,無需更換抓手。2020 年該抓手斬獲了多項設(shè)計獎項,包括了iF 設(shè)計大獎和紅點設(shè)計大獎。
iF 設(shè)計大獎是全球最重要的設(shè)計獎項之一,由德國歷史最悠久的工業(yè)設(shè)計機構(gòu)漢諾威工業(yè)設(shè)計論壇每年定期舉辦,頒發(fā)給各領(lǐng)域的杰出設(shè)計成就。紅點設(shè)計大獎素有設(shè)計界的“奧斯卡”之稱。這兩項知名重磅設(shè)計大獎的評審團對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,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”
與市面上那些只能抓取特定元件的機械抓手不同,形狀自適應(yīng)抓手十分靈活。甚至可抓取無規(guī)律的形狀和圓形幾何形狀。因為不存在銳邊,所以可抓取脆弱物體,如噴嘴、內(nèi)飾條。原則上,該抓手可一次動作抓起多個工件,例如從托盤中拾起多個螺母。這種仿生抓手可用于傳統(tǒng)機器制造、電子或汽車行業(yè)中的小零件抓取,包裝機器的進料單元,裝配工作中的人與機器人的合作,以及醫(yī)療行業(yè)中的義肢延伸等。
在奧迪智能工廠里,可以看到各類機械臂,這些機械臂按照既定程序完成位置識別,對汽車零部件進行安裝。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械臂,這款機械臂由Festo生產(chǎn),特點是帶有柔性觸手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。在人機合作領(lǐng)域開辟了新的視角。
自適應(yīng)抓手DHEF
實用的產(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準化機器人接口后,就能被用作一個實用的自動化元件。此外,抓手還有其它實用的特性,例如用于安裝傳感器的標準傳感器安裝槽以及便于替換塑膠帽的卡口鎖。