硬核 | 自制一台钢铁侠的机械臂

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大家好，我是章鱼猫。

今天推荐的这个项目是「Dummy-Robot」，稚晖君的超迷你机械臂机器人项目，自制一台钢铁侠的机械臂。

给葡萄缝针：

之前推荐过稚晖君的项目：

看完他做的这些项目，不由会感叹一句：不愧是华为天才少年。

回到钢铁侠这个项目。

关于结构设计

视频中原版设计使用的步进电机 + Harmonic 的谐波减速模组，其中后者成本较高（二手大概是 600 元一个），因此为了能让大家尽量复现本项目，作者后期会添加一个自制摆线针轮减速器 + 3D 打印的低成本方案。

关于电路模块

电路为了实现主要的机械臂运动控制功能，其实核心就 4 块板子：

• REF核心板

• REF底板（也就是机械臂底座里面的控制器电路板）

• 步进电机驱动

• Peak 示教器

关于核心固件

这个机械臂的固件核心就是运动学姿态解算，已开源，现在写死的很多参数会设计成可配置的，方便大家用本项目学习完后迁移到自己设计的机械臂中。

关于上位机

视频中的软件仿真基于 RoboDK，作者在视频中开发了连接 Dummy 的 Driver（驱动部分官方 document 有介绍的，原版是基于 TCP 网络接口，作者修改成了串口并兼容 dummy 的协议）。

上位机目前暂时没有计划开源，因为还有很多功能要添加。

关于控制算法

首先，运动学部分是已经实现了的，正逆解都是传统 DH 参数计算的，这里使用的算法是求解上一姿态和目标姿态中 6 个关节变化最大角里面最小的那一组作为逆解采用的 config。这样可以保证机械臂始终以最小转角进行姿态切换。

然后，关节角到电机驱动器输入信号的转换这一块，使用的是梯形加减速曲线进行速度位置规划。

另外，六个电机使用 CAN 总线连接，每个电机接受两个 ID 号的信息（自己的 ID、0 号 ID），0 号 ID 作为信息广播和同步用。电机接收到运动指令后将信息储存在影子寄存器中，待收到广播的同步信号后开始运动，这样能进一步保证电机同步性。

B 站地址：https://www.bilibili.com/video/BV12341117rG

开源项目地址：https://github.com/peng-zhihui/Dummy-Robot

开源项目作者：稚晖

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