Amazing Hand：一个开源的3D打印仿真机械手项目

“ 本文介绍了一款名为 Amazing Hand 的开源仿人机械手项目。该项目旨在解决市面上机器人手普遍昂贵且表现力不足的问题，提供一个低成本（低于200欧元）、轻量化（400克）且可完全3D打印的解决方案。 ”

 

项目采用 Apache 2.0 许可证 

机械设计采用：知识共享署名 4.0 国际许可证。

项目仓库：https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand

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Amazing Hand 项目

机械手通常非常昂贵且表现力不足。更灵巧的手通常需要线缆和位于前臂的外部执行器。 本项目的目标是以合理的成本在真实机器人（比如 Reachy2）上探索仿人手的可能性。=> 手腕接口是为 Reachy2 的手腕（Orbita 3D）设计的，但也可以轻松适配其他机器人的手腕……

Amazing Hand 的特点是：

• 拥有 4 根手指的 8 自由度仿人手

• 每根手指有两个关节连接的指节

• 几乎处处采用柔性外壳

• 所有执行器内置于手掌内，无需任何线缆

• 可 3D 打印

• 重量 400 克

• 低成本 (<200欧)

• 开源

每根手指由并联机构驱动。这意味着每根手指使用 2 个小型的 Feetech SCS0009 舵机来控制其屈伸和内收/外展。

提供两种控制方式：

1. 使用串行总线驱动器（例如 Waveshare）+ Python 脚本

2. 使用 Arduino + Feetech TTL Linker

两种方式都提供了详细说明，并提供了基础演示软件。由您选择！

BOM

以下是 BOM 表：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1QH2ePseqXjAhkWdS9oBYAcHPrxaxkSRCgM_kOK0m52E/edit?gid=1269903342#gid=1269903342

自定义 3D 打印部件的详细信息在这儿：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1QH2ePseqXjAhkWdS9oBYAcHPrxaxkSRCgM_kOK0m52E/edit?gid=2050623549#gid=2050623549

以下是如何打印所有所需自定义部件的指南：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/blob/main/docs/AmazingHand_3DprintingTips.pdf

KiCad 6之后，原理图与PCB的双向同步可以直接进行，无需导出网表。

CAD 文件和 OnShape 文档

STL 和 STEP 文件可在此处找到：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/tree/main/cad

请注意，如果您想制作左手，手指部分是相同的，但有些部件是镜像对称的。右手专用部件以“R”开头，左手部件以“L”开头。

大家也可以访问 Onshape 文档：

https://cad.onshape.com/documents/430ff184cf3dd9557aaff2be/w/e3658b7152c139971d22c688/e/bd399bf1860732c6c6a2ee45?renderMode=0&uiState=6867fd3ef773466d059edf0c

注意，在“命名位置”工具中提供了预定义位置及其对应的舵机角度。

装配指南

结合 BOM 中标准组件的 Amazing Hand 组装指南在此处：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/blob/main/docs/AmazingHand_Assembly.pdf

您将需要简单的程序/脚本来校准每根手指，可在此处获取：

• 使用 Python 和 Waveshare 串行总线驱动器

• 使用 Arduino 和 TTLinker：

请注意，本组装指南针对的是独立的右手。 

如果您需要制作一只独立的左手，可以为舵机位置保留相同的 ID，然后在软件中选择是右手还是左手。

但是，如果您需要同时制作左右手并将其连接到机器人上，则必须为左右手的舵机分配不同的 ID。在同一条串行总线上，不同的舵机不能有相同的 ID……

运行 Demo

Demo 提供 Python 和 Arduino 两个版本。 您需要外部电源来为手掌内的 8 个执行器供电。 如果您还没有，一个简单的外部电源可以是带插孔连接器的 DC/DC 220V -> 5V / 2A 适配器。请查看物料清单：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1QH2ePseqXjAhkWdS9oBYAcHPrxaxkSRCgM_kOK0m52E/edit?gid=1269903342#gid=1269903342

Python 脚本：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/tree/main/ArduinoExample

Arduino 程序：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/tree/main/PythonExample

对于使用逆向/正向运动学的更高级用法，Demo 目录中有几个示例，以及一些用于测试/配置电机的实用工具：

https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand/blob/main/Demo

待办事项列表

• 设计一个带有串行集线器和供电功能的小型定制 PCB，以将所有部件集成到手掌中

• 进行抓取任务测试 => 基于可用的电机反馈，为闭合手掌添加更智能的行为

• 研究实现 4 种不同手指长度或增加第五根手指的可能性

• 研究使用 STS3032 Feetech 舵机替代 SCS0009 的可能性 => 体积相近但动力更强，但舵机摇臂不同

• 研究通过用弹簧替换刚性连杆来增加柔顺性的可能性

• 添加指尖传感器，将智能控制提升到一个新水平