我们正在开源“神奇之手”,一款完全3D打印的机械手,成本不到200美元✌️✌️✌️

社区文章 发布于 2025年7月8日

背景

高性能人形手通常有两个令人头疼的缺点:价格高昂和笨重的安装在前臂上的执行器。我们的“神奇之手”项目通过将八个自由度(DOF)集成到一个完全独立的3D打印手中,解决了这两个问题,其现成零件的成本不到200欧元。

这个项目的主要灵感来自于“ILDA手”研究项目,该项目描述了一种带有线性执行器的人形手 Kim, U., Jung, D., Jeong, H. et al. 2021

ILDA手机制,来自 https://doi.org/10.1038/s41467-021-27261-0 ILDA手机制来自 https://doi.org/10.1038/s41467-021-27261-0

几周前,我们发布了 PincOpen,一款开源且低成本的平行手指夹具。

为了继续我们对开源AI和机器人技术的承诺,我们正在发布一款名为“神奇之手”的机械手,它简化了ILDA手的概念,以降低实验拟人化手的入门成本。

“神奇之手”关键点:

  • 4指手,每指2个自由度(=8个自由度手)
  • 每指两个业余级伺服电机(通过差动运动实现屈伸和外展/内收)
  • 刚性“骨骼”+柔软TPU外壳,适合物体接触
  • 完全3D可打印
  • 400克重量
  • 成本 < 200欧元

工作原理

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每个手指由2个并联电机驱动。屈伸和外展/内收可以通过电机的差动运动实现。

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机械连杆同步近端和远端关节,简化了控制而不牺牲范围。2个球形关节连杆可以通过执行器角驱动近端运动,无需使用任何电缆。手指结构是刚性的,但由2个柔性外壳覆盖,这有助于与物体进行友好接触。

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每个手指的运动范围与在手上的位置相结合,使得拇指只能与食指对立。

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请注意,手掌也是一个柔性部分,以便在不损坏物体的情况下轻松执行抓握任务。

几种可能的模式(以及更多)

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目前,“神奇之手”的腕部接口与Reachy2机器人兼容,因为该项目目标之一是在真实机器人上探索手部能力。Reachy2显然是其7自由度手臂的理想选择。但如果您想在其他机器人上使用它,请不要惊慌,CAD文件是开源的,易于定制!

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高级手部追踪演示

还有一个基于简单网络摄像头的手部追踪项目,用于根据您自己的手驱动手指运动。

这种机制的逆运动学并非易事。我们使用Mink库的QP方法,并提供了一些示例程序。

准备好建造了吗?

该项目完全开源。物料清单、3D文件、3D打印指南、组装指南和基本演示程序都可以在github上找到:https://github.com/pollen-robotics/AmazingHand

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黑客它,分叉它,使它成为你的

由于所有 CAD、固件和控制文件都以开源许可证形式存在于 GitHub 上,您可以:

  • 增加第五根手指(如果需要,接受额外的厚度)。

  • 重新混合手指几何形状以适应自定义的人类比例。

  • 更换腕部安装以适应任何机械臂。

  • 嵌入指尖传感器——霍尔效应、电容、视觉,应有尽有。

加入我们,尽情分叉,帮助我们打造一个更神奇之手!✌️✌️✌️

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