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低成本机器人手臂项目 实现自动化与远程控制

这个开源项目提供了一种低成本机器人手臂方案，总成本约250美元。采用Dynamixel XL430和XL330伺服电机，结构轻巧高效。项目还包含一个领导臂设计，可实现远程控制。系统适用于机器人学习和衣物折叠等应用。项目提供完整材料清单、组装指南和模拟环境，方便DIY爱好者和研究人员构建测试这一高性价比机器人系统。

低成本机器人手臂Dynamixel伺服电机3D打印机器人学习机器人控制Github开源项目
访问官网GitHub文档

低成本机器人手臂

在这里加入等候名单以获得所有零件的一站式套装：https://tau-robotics.com/robots

本仓库包含了构建和控制一个成本约250美元的低成本机器人手臂的文件。你还可以制作第二个机器人手臂（主控臂）来控制另一个手臂（从动臂），成本约180美元，总计430美元。主控臂的设计受到GELLO项目的启发，但更易于构建。这种机器人手臂非常适合机器人学习。两个这样的手臂还能够折叠衣物。

这个机器人手臂使用Dynamixel XL430和Dynamixel XL330伺服电机。XL430电机的力量几乎是两倍，用于前两个关节。XL330电机较弱，但每个只重18克。这使得手臂非常轻便且快速。Dynamixel销售U2D2适配器来将伺服电机连接到计算机。然而，这非常昂贵，并且延迟很高。这个构建使用了另一种更便宜的适配器板。机器人手臂可以通过Dynamixel SDK控制：pip install dynamixel-sdk

机器人手臂

从动臂

所需材料

零件成本购买链接规格
2个Dynamixel XL430-W250100美元https://www.robotis.us/dynamixel-xl430-w250-t/https://emanual.robotis.com/docs/en/dxl/x/xl430-w250/
4个Dynamixel XL330-M28896美元https://www.robotis.us/dynamixel-xl330-m288-t/https://emanual.robotis.com/docs/en/dxl/x/xl330-m288/
XL330惰轮10美元https://www.robotis.us/fpx330-h101-4pcs-set/注意：四个一包；上图所示较长版本（带肘部到手腕延长部分）需要三个，较短版本（如组装视频所示）需要两个
XL430惰轮7美元https://www.robotis.us/hn11-i101-set/
Waveshare串行总线伺服驱动板10美元https://a.co/d/7C3RUYU
降压模块10美元https://a.co/d/cy02ADW注意：六个一包，每个从动臂只需要一个
12V电源12美元https://a.co/d/40o8uMN
桌面夹具6美元https://a.co/d/4KEiYdV
电线7美元https://a.co/d/hQfk2cb
总计258美元

Robotis商店通常有10%的折扣码。在夹持器上添加一些防滑胶带可能会有帮助（例如https://a.co/d/dW7BnEN）。需要一根USB-C线来将伺服驱动板连接到计算机。

从动臂

组装

组装视频：https://youtu.be/RckrXOEoWrk

  1. 用3D打印机打印所有零件
    1. STL文件在hardware/follower/stl目录中
    2. 这些零件设计为易于打印；只有夹持器的活动部分需要支撑
  2. 扫描电机
    1. 将驱动板连接到计算机（应该适用于Linux和MacOS）
    2. 确定设备名称（例如MacOS上的tty.usbmodem57380045631）：ls /dev/tty.*
    3. 使用Dynamixel Wizard逐个扫描每个电机
      1. 将所有电机的波特率设置为1M
      2. 将伺服ID从肩部设置为1到夹持器伺服设置为5（如果使用肘部到手腕延长部分，则为6）
  3. 组装
    1. 不带底座组装手臂
      1. 确保伺服电机固定在与CAD中相同的位置
      2. 拧紧时，伺服喇叭应处于默认位置
    2. 将电线焊接到降压模块上；输入应连接到母接头，输出连接到公接头
    3. 将降压模块和伺服驱动板拧到底座上
    4. 将底座拧到手臂上
    5. 将驱动板上的D、V和G端口连接到肩部旋转伺服
    6. 将肩部旋转伺服连接到肩部提升伺服
    7. 将降压模块的输入连接到驱动板上的V和G端口
    8. 将降压模块的输出和驱动板上剩余的D端口连接到肘部伺服
    9. 将驱动板连接到电源
    10. 连接到XL330伺服并在Dynamixel Wizard上查看输入电压，然后调整降压模块上的螺丝，直到输入电压为5V

主控臂

所需材料

零件成本购买链接规格
6个Dynamixel XL330-M077144美元https://www.robotis.us/dynamixel-xl330-m077-t/https://emanual.robotis.com/docs/en/dxl/x/xl330-m077/
XL330框架7美元https://www.robotis.us/fpx330-s101-4pcs-set/
XL330惰轮10美元https://www.robotis.us/fpx330-h101-4pcs-set/注意：四个一包；较长版本（带肘部到手腕延长部分）需要三个，下图所示较短版本需要两个
Waveshare串行总线伺服驱动板10美元https://a.co/d/7C3RUYU
5V电源6美元https://a.co/d/5u90NVp
桌面夹具6美元https://a.co/d/4KEiYdV
总计183美元

主控臂

组装

主控臂的组装更简单，因为所有电机都使用5V。夹持器被替换为手柄和扳机。使用时，可以对扳机施加小扭矩，使其默认打开。GELLO设计使用弹簧来实现这一目的，但组装起来要困难得多。 可以使用teleoperation.py脚本来测试手臂。但是，可能需要调整设备名称。

仿真

通过运行simulation.py可以使用MuJoCo中的基本仿真环境。

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