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论文arXiv 2409.124552024-09-19

MuxHand时分复用灵巧手：4电机驱9绳实现1kg指尖负载 ​

提出MuxHand灵巧手，采用时分复用电机机制以4个电机独立控制9根缆绳，显著降本并保持高灵巧度。集成磁吸关节增强抗冲击与自复位能力，实验验证指尖负载达1.0kg，可实现稳健抓取与精细操作。

AI 整理
  • 机型本体
  • 硬件零部件

本文由 AI 根据公开内容整理，可能有误，请以原文为准：MuxHand: A Cable-driven Dexterous Robotic Hand Using Time-division Multiplexing Motors（arXiv 2409.12455）

核心内容 ​

针对灵巧手电机数量与成本、灵巧度的矛盾，研究团队推出MuxHand机器人灵巧手。该设计核心在于时分复用电机（TDMM）机制，仅用4个电机即可独立驱动9根缆绳，在大幅降低硬件成本的同时维持多自由度操控性能。实验表明该系统能精准控制各手指关节缆绳，指尖负载能力达到1.0kg，验证了低成本方案下的稳健抓取与灵巧操作可行性。

为提升动态操作稳定性，MuxHand在3D打印手指中集成磁吸关节，利用磁力耦合实现优异的抗冲击性与错位自复位功能，避免机械损伤。系统架构上，TDMM机制通过时序切换实现单电机对多缆绳的解耦控制，解决了欠驱动系统的非线性难题；磁吸关节则作为被动柔顺元件补偿传动间隙，确保在1.0kg负载下仍能保持平滑运动轨迹与结构完整性。

关键看点 ​

  • TDMM机制：采用时分复用电机技术，仅用4个电机独立控制9根缆绳，显著降低灵巧手硬件成本
  • 磁吸关节：3D打印手指集成磁性连接件，具备抗冲击缓冲与错位自动校正能力，防止机械损坏
  • 负载性能：指尖最大负载达1.0kg，验证了在少电机配置下仍可实现稳健抓取与精细操作
  • 控制精度：TDMM机制实现对每根缆绳的精确独立控制，保障多指协同操作的平滑性与响应速度

工程与产业观察 ​

MuxHand通过TDMM机制突破灵巧手电机数与成本的线性约束，为具身智能终端提供高性价比执行器范式。磁吸关节的被动柔顺设计降低了精密装配要求，结合1kg级负载能力，验证了轻量化、低成本灵巧手在非结构化环境中的工程可用性，对消费级与服务机器人末端执行器研发具有直接参考价值。

英文摘要 (Abstract) ​

The robotic dexterous hand is responsible for both grasping and dexterous manipulation. The number of motors directly influences both the dexterity and the cost of such systems. In this paper, we present MuxHand, a robotic hand that employs a time-division multiplexing motor (TDMM) mechanism. This system allows 9 cables to be independently controlled by just 4 motors, significantly reducing cost while maintaining high dexterity. To enhance stability and smoothness during grasping and manipulation tasks, we have integrated magnetic joints into the three 3D-printed fingers. These joints offer superior impact resistance and self-resetting capabilities. We conduct a series of experiments to evaluate the grasping and manipulation performance of MuxHand. The results demonstrate that the TDMM mechanism can precisely control each cable connected to the finger joints, enabling robust grasping and dexterous manipulation. Furthermore, the fingertip load capacity reached 1.0 kg, and the magnetic joints effectively absorbed impact and corrected misalignments without damage.

作者：Jianle Xu, Shoujie Li, Hong Luo, Houde Liu, Xueqian Wang, Wenbo Ding, Chongkun Xia

来源

本页事实对应的公开页面，以原文为准。

  1. arXiv 2409.12455：MuxHand: A Cable-driven Dexterous Robotic Hand Using Time-division Multiplexing Motors访问 2026-10-23