The novel design of an articulated hand: Erciyes-1

Year 2016, Volume: 6 Issue: 1, 71 - 77, 01.01.2016

Mustafa Soylak

Abstract

This paper aims to present a novel robotic hand system which is called Erciyes-1. The Erciyes-1 robotic hand is a multi fingered dexterous hand. The aim of the design of the Erciyes-1 is to increase capabilities of the robotic hands. The hand comprises of five fingers four fingers and one thumb , each fingers having three degrees of freedom DOF and thumb has 4 degrees of freedom DOF , which can perform grasping, manipulating and exploring. For the actuation purpose, dc servomotors are used and these motors integrated in the finger’s joints directly. A novel thumb mechanism was developed on Erciyes-1 for reach maximum moving capability in the variety of positions. Additionally, a new force measurement system applied on the end points of the fingers. The paper exemplifies the design for the robotic hand and presents the forces produced at each finger’s endpoints of the robotic hand. Also, the standard PID has been applied for control of the joints. A new thumb mechanism and force measurement system have been given perfect results for the movement capabilities and force measurements of the fingers. The new thumb mechanism provides better moving capality for the hand mechanism than the robotic hands built before.

Keywords

Humanoid hand, Thumb mechanism, Robotic hand, Robotics, Mechatronics

Yeni Bir Eklemli El Tasarımı: Erciyes-1

Abstract

Bu çalışma Erciyes-1 ismi verilmiş olan yeni bir robotik el çalışmasının sunumu ile ilgilidir. Erciyes-1 robotik eli çok parmaklı, kabiliyetli bir el’ dir. Robotik el kapasitelerinin arttırılması Erciyes-1 tasarımındaki hedeftir. Bu el beş parmak içerir dört parmak ve bir başparmak , her parmak üç serbestlik dereceli, başparmak 4 serbestlik derecelidir ki; böylece kavrama, konum değiştirme ve keşfetme kabiliyetleri elde edilmektedir. Tahrik sisteminde DC servomotorlar kullanılmış olup, bu motorlar eklemlere direkt olarak monte edilmiştir. Değişken pozisyonlarda maksimum hareket kabiliyeti elde edilebilmesi için Erciyes-1 üzerinde yeni bir başparmak geliştirilmiştir. Ayrıca, yeni bir kuvvet ölçüm sistemi parmakların uç kısımlarına uygulanmıştır. Bu çalışma geliştirilen robotik eli açıklamakta ve robotik el parmak uçlarında oluşan kuvvetleri sunmaktadır. Standart PID kontrolcü eklem kontrolü için sistemde kullanılmıştır. Geliştirilen kuvvet ölçüm sistemi ve başparmak yapısı hareket kabiliyeti ve kuvvet ölçümünde mükemmel sonuçlar vermektedir. Yeni başparmak mekanizması şimdiye kadar geliştirilmiş olan tüm el yapılarından daha üstün bir hareket kabiliyeti sağlamıştır

Keywords

İnsansı el, Mekatronik, Robotik el, Robotik, Başparmak mekanizması

References

• Ambrose, RO., Aldridge, H., Askew, RS., Burridge, RR. 2000. Bluethmann, Robonaut: NASA’s Space Humanoid. IEEE Intelligent System, pp.57-63.
• Bekey, GA., Tomovic, R., Zelijkovic, I. 1990. Control architecture for the Belgrade-USC Hand. Dextrous Robot Hands, pp. 136-149
• Butterfas, J., Grebenstein. M., Liu. H., Hirzinger, G. 2001. DLR-Hand II: Next Generation of a Dextrous Robot Hand. IEEE ICRA Conf. Proceedings, Seoul, Korea.
• Butterfass, J., Hirzinger, G., Knoch, S., Liu, H. 1998. DLR’s Multisensory Articulated Part I: Hard- and Software Architecture. IEEE ICRA Conf. Proceedings, pp.2081-2086.
• Fukaya, N., Toyama, S., Asfour, T., Dillmann, R. 2000. Design of the TUAT/KARLSRUHE Humanoid Hand. Intelligent Robots and Systems(IROS 2000), 3:1754-1759.
• Jacobsen, SC. 1986. Design of the Utah/MIT dexterous hand. IEEE ICRA Conf. Proceedings, pp.1520-1532.
• Lovchik, CS., Diftler, MA. 1999. The Robonaut Hand: a Dexterous Robot Hand For Space. IEEE ICRA Conf. Proceedings, pp. 907-912.
• Melchiorri, C., Vasura, G. 1992. Mechanical and Control Features of the UB Hand Version II. IEEE-RSJ Int.Conf.on Intellobots and Systems IROS 92, Raleigh, NC.
• Melchiorri, C., Vasura, G. 1991. Mechanical and Control Issues for Integration of an Arm-Hand Robotic System. Experimental Robotics II,190:136-152, France.
• Salisbury, KS., Roth, B. 1983. Kinematics and force analysis of articulated mechanical hands. J. Mech., Trans., and Automation,,105:35-41.
• Schulz, S., Pylatiuk, C., Bretthauer, G. 2001. A New Ultralight Anthropomorphic Hand. IEEE ICRA Conf. Proceedings, Seoul, pp. 2437-2441, Korea.
• Shadow Hand, 2002. www.shadow.org.uk Townsend, WT. 2000. MCB-Industrial Robot Feature ArticleBarret Hand Grasper. Ind Robot, 27(2):181-188.
• Zaid, AM., Yaqub, MA. 2012. UTHM HAND: Performance of Complete System of Dexterous Anthropomorphic Robotic Hand. J. Proeng, 41:777 – 783.