Zixun He, Yutaka Ito, Shotaro Saito, Sakura Narumi, Yousun Kang, Duk Shin
Biomimetics https://doi.org/10.3390/biomimetics10010052
Abstract
Wrist movements play a crucial role in upper-limb motor tasks. As prosthetic and robotic hand technologies have evolved, increasing attention has been focused on replicating the anatomy and functionality of the wrist. Closely imitating the biomechanics and movement mechanisms of human limbs is expected to enhance the overall performance of bionic robotic hands. This study presents the design of a tendon-driven bionic spherical robot wrist, utilizing two pairs of cables that mimic antagonist muscle pairs. The cables are actuated by pulleys driven by servo motors, allowing for two primary wrist motions: flexion–extension and ulnar–radial deviation. The performance Please confirm if the “1583 Iiyama” is necessary. Same as belowof the proposed robot wrist is validated through manipulation experiments using a prototype, demonstrating its capability to achieve a full range of motion for both ulnar and radial deviation. This wrist mechanism is expected to be integrated into robotic systems, enabling greater flexibility and more human-like movement capabilities.
手関節の動きは、上肢の運動タスクにおいて極めて重要な役割を果たします。義手やロボットハンド技術の進歩に伴い、手関節の解剖学的構造や機能を再現することへの関心が高まっています。人間の手足の生体力学や動作メカニズムを正確に模倣することで、生体工学的ロボットハンドの性能向上が期待されます。
本研究では、拮抗筋ペアを模倣する2組のケーブルを用いた腱駆動式バイオニックスフェリカル・ロボット手関節の設計を提案します。これらのケーブルはサーボモーターにより駆動されるプーリーを介して動作し、手関節の2つの主要な動き（屈曲-伸展および尺側偏位-橈側偏位）を可能にします。試作機を用いた操作実験を通じて本ロボット手関節の性能を検証した結果、尺側偏位・橈側偏位それぞれの全可動範囲を実現できることが確認されました。この手関節機構は将来的にロボットシステムへ統合され、より柔軟かつ人間らしい動きを実現する可能性があると期待されます。