This paper presents the flexible RIM Hand, a biomimetic robotic hand that precisely replicates the carpometacarpal (CMC) joints and employs superelastic Nitinol wires throughout its skeletal framework. By modeling the full carpal-to-metacarpal anatomy, the design enables realistic palm deformation through tendon-driven fingers while enhancing joint restoration and supports skeletal structure with Nitinol-based dorsal extensors. A flexible silicone skin further increases contact friction and contact area, enabling stable grasps for diverse objects. Experiments show that the palm can deform up to 28%, matching human hand flexibility, while achieving more than twice the payload capacity and three times the contact area compared to a rigid palm design. The RIM Hand thus offers improved dexterity, compliance, and anthropomorphism, making it promising for prosthetic and service-robot applications.


翻译:本文提出了一种灵活的RIM Hand仿生机械手,其精确复制了腕掌(CMC)关节,并在整个骨骼框架中采用了超弹性镍钛诺线。通过模拟完整的腕骨到掌骨解剖结构,该设计通过肌腱驱动的手指实现逼真的手掌形变,同时增强了关节复位功能,并利用镍钛诺基背侧伸肌支撑骨骼结构。柔性硅胶皮肤进一步增加了接触摩擦力和接触面积,使其能够稳定抓取多种物体。实验表明,该手掌形变可达28%,与人类手掌的灵活性相匹配,同时与刚性手掌设计相比,其负载能力提升两倍以上,接触面积增加三倍。因此,RIM Hand在灵巧性、顺应性和拟人化方面均有显著提升,在假肢和服务机器人应用中展现出广阔前景。

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