Leadshine DH-Serie: Geschickte Hand mit 11 Freiheitsgraden und multimodaler taktiler Sensorik

Leadshine, ein weltweit führender Anbieter von Kernkomponenten für humanoide Roboter, hat offiziell die Einführung seiner bahnbrechenden Leadshine-DH-Serie (Geschickte Hand) angekündigt. Diese Einführung markiert einen Wendepunkt für die Robotikbranche, da sie eine Lösung vorstellt, die industrielle Zuverlässigkeit mit den feinmotorischen Fähigkeiten verbindet, die für fortschrittliche Automatisierung erforderlich sind.

Mit Modellen von 11 bis 24 Freiheitsgraden (DoF) wurde die Leadshine-DH-Serie entwickelt, um eine zentrale Herausforderung der Robotik zu lösen: erschwingliche, zuverlässige und intelligente Endeffektoren für industrielle, kommerzielle und private Anwendungen.

Ein Durchbruch in der Technologie geschickter Hände

Aufbauend auf mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung in der Bewegungssteuerung ist die Leadshine-DH-Serie das Ergebnis von drei Jahren intensiver Forschung und Entwicklung sowie Prozessoptimierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Greifern ist diese geschickte Hand darauf ausgelegt, die Anpassungsfähigkeit der menschlichen Hand nachzuahmen.

Leadshine hat fünf entscheidende technische Vorteile ermittelt, durch die sich die DH-Serie auf dem globalen Markt auszeichnet:

1. Hochgeschwindigkeitskommunikation über EtherCAT

Für die Echtzeitsteuerung des Kleinhirns ist Geschwindigkeit unverzichtbar. Die DH-Serie verfügt standardmäßig über eine 100-MHz-EtherCAT-Kommunikation. Dadurch wird die Rückmeldegeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Händen um das Hundertfache erhöht und eine Echtzeitreaktion im Millisekundenbereich ermöglicht.

• Konnektivität: EtherCAT (100 MHz), kompatibel mit RS485 und CAN FD.
• Vorteil: Ermöglicht eine hochfrequente Regelung mit geschlossenem Regelkreis, die für dynamisches Gleichgewicht und reflexartige Greifbewegungen unerlässlich ist.

2. Zuverlässigkeit in Industriequalität

Zuverlässigkeit bleibt die größte Herausforderung bei Kernkomponenten für humanoide Roboter. Leadshine begegnet dieser Herausforderung mit bürstenlosen kernlosen Servomotoren und einem präzisen Schneckengetriebe.

• Lebensdauer: Ausgelegt für mehr als 1 Million Greifzyklen.
• Schutz: Verfügt über FOC-Stromregelkreise (feldorientierte Regelung) und Soft-Landing-Funktionen, um mechanische Belastungen während des Betriebs zu verhindern.

3. Fortschrittliche multimodale taktile Sensorik

Um sicher mit der unstrukturierten Welt interagieren zu können, muss ein Roboter fühlen. Die Leadshine-DH-Serie integriert fortschrittliche Funktionen zur multimodalen taktilen Wahrnehmung. Standardmodelle sind mit 6 taktilen Sensoren ausgestattet, während fortschrittliche Versionen multimodales Feedback bieten und Temperatur, Feuchtigkeit, Rutschen sowie Vibrationen wahrnehmen.

• Wahrnehmung: Erkennt Normal- und Tangentialkräfte sowie ein Verrutschen präzise. Dadurch kann die geschickte Hand zerbrechliche Gegenstände wie Eier ebenso präzise handhaben wie schwere Werkzeuge.

4. Hervorragendes Verhältnis von Traglast zu Gewicht

Eine hohe Traglast geht normalerweise mit einem höheren Gewicht einher – bei der DH-Serie ist das nicht der Fall.

• Leistungsfähigkeit: Die Hand erreicht eine bemerkenswerte Traglast von (beim Modell DH116 im Hakengriff sogar über 30 kg) und bleibt dabei leicht.
• Belastbarkeit eines einzelnen Fingers: Bei bestimmten Modellen bis zu 10 kg Kraft.
• Vorteil: Ideal für Logistik und Materialtransport, bei denen eine hohe Hebeleistung entscheidend ist.

5. Skalierbares Preis-Leistungs-Verhältnis

Dank der etablierten Lieferkette von Leadshine für Kernkomponenten für humanoide Roboter bietet die DH-Serie ein wettbewerbsfähiges Preis-Leistungs-Verhältnis. Diese Skalierbarkeit ermöglicht es Systemintegratoren,  geschickte Hände in großen Stückzahlen einzusetzen, ohne das Budget für die Stückliste (BOM) zu überschreiten.

Im Fokus: DH116 – das leistungsstarke Allzweckmodell

Das erste Modell, das in die Serienproduktion geht, ist die geschickte Hand DH116. Als „Allzwecklösung“ konzipiert, verbindet sie Komplexität und Praxistauglichkeit optimal.

• Freiheitsgrade: 11 DoF (6 aktiv + 5 passiv) und damit ausreichend Geschicklichkeit für 90 % der gängigen Manipulationsaufgaben.
• Ultraleicht: Mit einem Gewicht von nur 490 Gramm minimiert sie die Trägheit am Roboterarm.
• Traglast: Branchenführende Tragfähigkeit im Verhältnis zur Größe für anspruchsvolle industrielle Aufgaben.
• Sensorik: Standardmäßig mit taktilen Sensoren für intelligente Rückmeldungen ausgestattet.

Die DH116 ist speziell für Szenarien mit hohen Stückzahlen in der kommerziellen Automatisierung und Servicerobotik optimiert, in denen Langlebigkeit und Kosten entscheidende Faktoren sind.

Erweiterung der Anwendungsszenarien

Die Leadshine-DH-Serie wurde als vielseitiger Endeffektor für die nächste Robotergeneration entwickelt. Zu den wichtigsten Einsatzbereichen gehören:

1. Humanoide Roboter: Ersetzen starrer Greifer durch geschickte Hände für Haushaltsdienstleistungen und Montage.
2. Mobile Manipulation: Ermöglicht AGVs und AMRs die Interaktion mit Aufzügen, Türen und Gütern.
3. Kollaborative Roboter (Cobots): Sichere Interaktion mit menschlichen Arbeitskräften.
4. Vierbeinige Roboter: Erweitert Inspektionsroboterhunde um Manipulationsfähigkeiten.

Globale F&E- und OEM-Kompetenzen

Die Entwicklung und Produktion der Leadshine-DH-Serie werden von der spezialisierten Tochtergesellschaft von Leadshine, der Shenzhen Dexterous Drive & Control Technology Co., Ltd., geleitet.

Mit Prüfgeräten für kernlose Motoren nach japanischem Vorbild und Produktionslinien im industriellen Maßstab bietet Shenzhen Dexterous globalen Partnern flexible Geschäftsmodelle:

• Komponenten: Lieferung leistungsstarker Module für geschickte Hände.
• Komplettlösungen: Komplette Hand-Kits mit SDKs (ROS, C++, Python).
• OEM-/ODM-Dienstleistungen: Gemeinsame Entwicklung und kundenspezifische Montage für große Robotik-OEMs.

Durch die Kombination von EtherCAT-Kommunikation, multimodaler taktiler Sensorik und einem robusten mechanischen Design setzt Leadshine einen neuen Standard für Kernkomponenten für humanoide Roboter. Die DH-Serie ist nicht nur ein Produkt, sondern ein Wegbereiter für die breite Einführung intelligenter Robotik.

Quellen

1. https://upenelab.com/products/leadshine-dh116-robotic-dexterous-hand
2. https://mp.weixin.qq.com/s/H-F0PQU7AwQZa764hxaMog