第1步：所需的零件和工具

零件

3D燈絲（我使用的是黑白PLA但ABS也可以使用）

至少8臺(tái)SG90舵機(jī)（我說(shuō)至少因?yàn)槲覀儠?huì)破壞它們而且可能會(huì)破壞它們

釣魚線

細(xì)彈力繩

4個(gè)彈簧

熱縮管

備用電線

編織尼龍?zhí)坠埽ㄟ@是可選的，很難找到少量，你可以找到替代品或只是使用拉鏈）

Arduino Uno

電池（我使用了9v，但可充電的脂肪是理想的）

工具

3D

烙鐵

螺絲刀和其他基本車間工具

超級(jí)膠水和/或環(huán)氧樹脂

用于清潔支撐結(jié)構(gòu)的鉆頭和鉗子

剝線器/切割器

步驟2：打印

關(guān)于打印的一些評(píng)論：

指尖設(shè)計(jì)用于雙擠壓3D打印機(jī)，因?yàn)楹谏P尖太薄而無(wú)法自行打印。 （如果您使用單個(gè)擠出打印機(jī)，您將不會(huì)在指尖上使用黑色飾邊，因?yàn)樗鼈兲《鵁o(wú)法單獨(dú)打印并粘上膠，或者您可以重新設(shè)計(jì)黑色指尖更厚）

我個(gè)人使用PLA但是ABS塑料也可以使用

為了減少打印時(shí)間我將手掌和前臂等較大的部件打印在0.3mm的層高，而其他一些部件，如手指，我做了0.1mm。

取決于您打印的分辨率

我發(fā)現(xiàn)白色塑料很容易出現(xiàn)污垢（因?yàn)樗苋菀妆挥∷又g的凹槽夾住），在選擇顏色時(shí)請(qǐng)記住這一點(diǎn)

步驟3：黑客劫掠（第1部分）：連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服

舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)受限于電位計(jì)（具有可變電阻且旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變化的裝置）的事實(shí)可以讀取并從中計(jì)算出一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度不能旋轉(zhuǎn)超過(guò)180度。

為了克服這個(gè)限制，打開伺服并切斷最頂部齒輪上的塑料塞。然后向下鉆一個(gè)孔，這個(gè)擋塊允許齒輪自由旋轉(zhuǎn)，然后咬住電位計(jì)的D形針座（見(jiàn)上圖第4張圖）?，F(xiàn)在齒輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而電位計(jì)完全不動(dòng)。按原樣重新組裝伺服，并使用下面的代碼進(jìn)行測(cè)試，確保它在兩個(gè)方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)。制作其中2個(gè)伺服電機(jī)。

測(cè)試代碼

重要：修改伺服時(shí)，請(qǐng)確保將電位器旋轉(zhuǎn)到中間位置。這是因?yàn)榇a會(huì)告訴伺服旋轉(zhuǎn)到180度或0度（取決于旋轉(zhuǎn)方向），并且由于頂部齒輪不再咬合電位器，電位器將永遠(yuǎn)不會(huì)移動(dòng)，因此電機(jī)將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)試圖永遠(yuǎn)達(dá)到0或180度的同一方向。但是，如果您的電位計(jì)旋轉(zhuǎn)到任一端，它將讀取180或0的角度，并且代碼將不起作用，因此確保電位計(jì)旋轉(zhuǎn)到大約中間位置。 （我不知道我是否以一種有意義的方式表達(dá)自己，如果我應(yīng)該回來(lái)重寫一下，請(qǐng)?jiān)谙旅娴脑u(píng)論中告訴我）

步驟4：黑客劫掠（第2部分）：二合一緊湊型直流電機(jī)

我想保持這只手的審美和逼真，因此空間有限在掌上用于伺服。

以下步驟將討論如何使2個(gè)伺服器適合更小的空間，同時(shí)保持伺服基本上（就電路而言）完全相同。本質(zhì)上，我所做的唯一改變是增加連接電機(jī)，電位器和芯片的電線長(zhǎng)度。

打開伺服電源

切斷電位器和芯片（將它們放在一邊以備日后使用）

在3個(gè)藍(lán)色塑料外殼組件中切割下面的2個(gè)，如圖/視頻所示。重要的是要確保軸上沒(méi)有切斷的凹痕（圖4）

切掉最頂部齒輪上的塑料擋塊（這樣可以使伺服連續(xù)旋轉(zhuǎn)）

如圖所示重新組裝外殼

因?yàn)槲覀円呀?jīng)拆下了電位器2，所以齒輪沒(méi)有軸可以旋轉(zhuǎn)。我最初嘗試通過(guò)將塑料外殼中的一個(gè)螺釘切割成8.5mm的長(zhǎng)度來(lái)更換軸，但發(fā)現(xiàn)它引起了太大的振動(dòng)。相反，我后來(lái)發(fā)現(xiàn)了一些直徑更好的廢料棒。

在第二個(gè)伺服系統(tǒng)上重復(fù)上述步驟

使用環(huán)氧樹脂將伺服系統(tǒng)按上圖所示方向粘在一起（小心不要在齒輪上涂上任何環(huán)氧樹脂）

將直流電線上的電線焊接到直流電機(jī)的電線上

為了測(cè)試電機(jī)的工作情況，我還使用連接到其中一個(gè)電機(jī)的3.7v脂肪，檢查它是否在兩個(gè)方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)（通過(guò)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)）電池）然后測(cè)試第二個(gè)電機(jī)。

在后面的步驟中，我們保存的電位器將放入指關(guān)節(jié)，以讀取手指旋轉(zhuǎn)的程度（0到90之間）度）。通過(guò)將電位器和電機(jī)連接回芯片，它可以像連接到Arduino時(shí)的任何其他伺服一樣用作伺服。

側(cè)面思考：

另一個(gè)設(shè)計(jì)我曾考慮用于拇指運(yùn)動(dòng)，如上圖（圖8）和視頻所示。我最終決定反對(duì)它，因?yàn)槲覠o(wú)法找到一種方法從花盆中獲取讀數(shù)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)緊湊和美觀。但是制作它的步驟與上面完全相同，除了步驟8，你應(yīng)該先粘貼2個(gè)電機(jī)外殼。如果你最終在你制作的任何其他項(xiàng)目中使用這種類型的設(shè)計(jì)，請(qǐng)告訴我，我很想知道！

第5步：黑客劫掠（第3部分）：剩余舵機(jī)

舵機(jī)中的3個(gè)可保持原樣，不變：

其中一個(gè)舵機(jī)將用作拇指旋轉(zhuǎn)伺服。

兩個(gè)舵機(jī)將用作手腕的左/右和上/下運(yùn)動(dòng)

注意：實(shí)際上，sg90舵機(jī)沒(méi)有足夠的扭矩來(lái)旋轉(zhuǎn)手腕。在后來(lái)的版本中，我將使前臂更大，以適應(yīng)更強(qiáng)大的伺服，例如兩個(gè)Kuman MG996伺服系統(tǒng)。

從第四個(gè)伺服系統(tǒng)我們唯一需要的東西是黑色電位器，其余可作為備件預(yù)留。 （你可能在前兩個(gè)步驟中打破了塑料外殼/齒輪，從而使它們無(wú)用，而不是浪費(fèi)另一個(gè)伺服，只需使用那些電位器）?；蛘?，您可以嘗試在線查找相同的花盆（我還沒(méi)看過(guò)）。

步驟6：組裝手指

注意：并非所有黑色部分都適合如果您愿意，可以通過(guò)更改Fusion 360文件來(lái)解決這兩個(gè)問(wèn)題。

用鉆頭清理支撐結(jié)構(gòu)，確保在繼續(xù)之前可以將繩子穿過(guò)每個(gè)孔（當(dāng)手指被膠合時(shí)難以糾正問(wèn)題）

將手指部分布置為在視頻和膠水（超強(qiáng)力膠水或環(huán)氧樹脂）中顯示它們?cè)谝黄?，小心不要粘合接頭，或者繩子穿過(guò)的孔

通過(guò)頂部的孔進(jìn)給彈性，并且可選擇如果你想要通過(guò)底部的孔測(cè)試手指喂魚線。當(dāng)釣魚線被拉動(dòng)時(shí)，手指應(yīng)收縮，松開時(shí)松緊帶應(yīng)將其拉回。如果您選擇測(cè)試它們，請(qǐng)立即移除釣魚線。

重復(fù)4個(gè)主手指（拇指在以后完成，以免在裝配手時(shí)妨礙）

使用之前保存的3個(gè)電位器，焊接延長(zhǎng)線到他們。我建議將熱縮管放在延長(zhǎng)線的末端，并開發(fā)某種顏色代碼來(lái)區(qū)分每根電線（包括電線與伺服電機(jī)，總共有22根電線從手中出來(lái)，它如果你沒(méi)有某種編碼系統(tǒng)，將無(wú)法區(qū)分它們。

將所有花盆旋轉(zhuǎn)至90度（即兩端阻擋旋轉(zhuǎn)的中間位置），然后將每個(gè)花盆推入食指，中指和無(wú)名指。小指不需要一個(gè)，因?yàn)樗蜔o(wú)名指連接到同一個(gè)伺服，但是如果你想給小指自己的鍋，我有空間。

將手指放入3D打印手掌（頂部）的孔中，然后將彈性體穿過(guò)手掌上的孔。在保持彈性緊密的同時(shí)，在孔中加入強(qiáng)力膠或環(huán)氧樹脂。您可以嘗試打結(jié)而不是粘合但是在此過(guò)程中您可能會(huì)失去彈性的張力，如果彈性不緊，則手指不會(huì)彈回到位。

將電線穿過(guò)手掌并從手腕附近的孔中取出。

步驟7：構(gòu)建手

將4個(gè)黑色滑輪擰到4個(gè)經(jīng)過(guò)修改的伺服系統(tǒng)上。

上面你可以找到手中所有舵機(jī)的位置以及釣魚線連接的手指的圖片。為了使布線簡(jiǎn)單，我建議按以下順序組裝：

拇指收縮的連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服（注意：這個(gè)需要粘貼到位，因?yàn)闆](méi)有足夠的墻壁保持在適當(dāng)位置，你可以使用環(huán)氧樹脂，但我選擇了熱膠水，以便我可以在以后需要時(shí)將其打撈出來(lái)。

拇指旋轉(zhuǎn)的正常，未改變的伺服，如圖所示，通過(guò)手掌送入接線。

2合1緊湊型直流電機(jī)（注意：小指和拇指系在一起的皮帶輪比其他3個(gè)皮帶輪大）

中指連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服收縮。

在繼續(xù)之前，我建議只需仔細(xì)檢查所有舵機(jī)是否仍然有效（在組裝手之前更容易解決問(wèn)題）。

花盆的所有電線并且馬達(dá)應(yīng)該從手掌側(cè)的孔中出來(lái)。如前一步所述，請(qǐng)確保您有一些系統(tǒng)可以將不同的電線分開。我建議使用彩色熱縮管。為了保持整潔，我在編織線上滑動(dòng)編織尼龍?zhí)坠埽淄彩抢硐氲?，因?yàn)樗娜犴g性，你也可以使用膠帶或拉鏈。

在每個(gè)滑輪上綁一條釣魚線。我使用了一點(diǎn)帶有強(qiáng)力膠水的丁香栓來(lái)確保釣魚線不會(huì)滑動(dòng)。將釣魚線穿過(guò)另一半手掌的孔，然后朝向手指。

將手掌的兩半擰在一起。將魚線穿過(guò)4根手指并將它們系在每根手指末端的結(jié)中

步驟8：做手腕

我從舊打印機(jī)中拯救了幾個(gè)彈簧，因此遺憾的是，我沒(méi)有他們的部件號(hào)或名稱。用8個(gè)螺釘（4個(gè)彈簧的兩端各一個(gè)）擰緊，重要的是使用頭部足夠?qū)挼穆葆敚鼈儾粫?huì)滑過(guò)彈簧的末端，或者在螺釘上加一個(gè)墊圈。

擰入彈簧兩側(cè)，一個(gè)擰入手掌，一個(gè)擰到前臂。這可能很棘手，需要彎曲彈簧并使用薄螺絲刀（注意不要彎曲/拉伸彈簧導(dǎo)致永久變形）。

一旦所有4個(gè)彈簧將前臂連接到手掌，將彈出的3D打印球體彈出。也許可以使用乒乓球，實(shí)際上比0.1mm的印刷層更平滑，乒乓球可能是減少摩擦的理想選擇（我沒(méi)有測(cè)試過(guò)這個(gè)想法，并且有可能在一段時(shí)間之后乒乓球可以在壓力下破裂。

將電樞連接到2個(gè)SG90伺服電機(jī)并將它們移動(dòng)到90度，然后再繼續(xù)?？稍诖颂幷业酱舜a。

一旦達(dá)到90度，將兩條釣線連接到每個(gè)伺服機(jī)構(gòu)，每個(gè)機(jī)架兩端各一根。將伺服器安裝在前臂上。

幾個(gè)設(shè)計(jì)缺陷：

在用于安裝伺服器的4個(gè)螺孔中，只能用螺絲刀到達(dá)一個(gè)（疏忽）

負(fù)責(zé)左/右運(yùn)動(dòng)（即揮動(dòng)）的伺服可以很容易地從其底座上撕下來(lái)，而不是我應(yīng)該在墻的另一側(cè)放一堵墻。伺服，以防止它在自己的旋轉(zhuǎn)下自行拉出。

sg90伺服系統(tǒng)太弱而無(wú)法實(shí)際旋轉(zhuǎn)手腕（至少對(duì)于我使用過(guò)的彈簧），所以這一步實(shí)際上有點(diǎn)多余，因?yàn)槭滞蟛粫?huì)移動(dòng)。

安裝舵機(jī)后，將釣魚線穿過(guò)各自的孔并從前臂伸出（小心不要讓它們扭曲），在小螺釘周圍打結(jié)（用較大的頭部或墊圈確保）釣魚線不會(huì)滑落）然后將它們擰到位。我再加上一點(diǎn)強(qiáng)力膠是安全的。

第9步：前臂和接線

將電線穿過(guò)第一前臂片側(cè)面的管子。

將第二個(gè)前臂片擰到第一個(gè)上。請(qǐng)注意，在視頻和圖片中，我的前臂的第二塊在打印中間失敗，因此我不得不將失敗的打印件的兩半粘在一起，這對(duì)您來(lái)說(shuō)應(yīng)該不是問(wèn)題。

將9伏電池放入第二前臂片的插槽中，并焊接在母DC插頭上，中間有+ ve。

在第4張圖片中，您可以看到芯片的外觀與先前步驟中制作的2合1改裝伺服器相同。雖然“二合一改裝伺服”中的2個(gè)電機(jī)不再“看起來(lái)”像舵機(jī)，但我們可以用與舵機(jī)相同的方式將它們以相同的方式連接回來(lái)“操作”。在第5張圖中，有一個(gè)如何做到這一點(diǎn)的圖表，只需焊接電機(jī)和相應(yīng)的電位器（位于指針和無(wú)名指指針），然后將它們?nèi)鐖D所示焊接到芯片上。伺服現(xiàn)在“功能上”與任何其他伺服相同。

在第6張圖中，有一個(gè)如何將所有內(nèi)容連接到Arduino Uno板的圖表。請(qǐng)注意，紅色伺服系統(tǒng)是常規(guī)伺服系統(tǒng)，紫色伺服系統(tǒng)是沒(méi)有從電位計(jì)讀取位置的伺服系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，2個(gè)紫色伺服系統(tǒng)是在之前的步驟中被修改為連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)。

將電位計(jì)置于中指指節(jié)中，我們可以獲得位置讀數(shù)并使用它來(lái)控制相應(yīng)的紫色，連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服。

用于拇指收縮的另一個(gè)紫色連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服器沒(méi)有位置讀數(shù)。這是一個(gè)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷，必須在以后的版本中修復(fù)。目前它只能通過(guò)視線操作（即觀看拇指移動(dòng)的人并告訴Arduino何時(shí)停止），如果留在自己的設(shè)備上，它將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到伺服或拇指斷開。我添加了一個(gè)連接到引腳6的瞬時(shí)開關(guān)，可用于告訴Arduino何時(shí)停止收縮手指。

將Arduino uno安裝在其框架中并從電池插入電源插頭。將前臂的黑色最終塑料片粘上。

步驟10：添加拇指

以與其他手指相同的方式組裝拇指的前幾個(gè)部分。然而，不是將彈性材料送入手中，而是將其粘貼在最后一段（參見(jiàn)上面的第2張和第3張圖片）。

將拇指軸安裝座擰到從手伸出的伺服器上。正如在第4張照片中，膠水兩側(cè)的膠水圍繞軸（這種設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上很薄弱，但足以滿足這個(gè)原型，可以根據(jù)需要自由調(diào)整）。

將釣魚線穿過(guò)拇指底部的孔和拇指末端的結(jié)。

步驟11：代碼

可以在此處找到代碼

使用代碼時(shí)要記住的一些事項(xiàng)：

在代碼中我只有3個(gè)基本的手部動(dòng)作：波形，拳頭和按鍵保持。您可以隨意自定義并添加自己的。

由于電位器在關(guān)節(jié)中的定向方式，伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)范圍為［90，180］度。例如，90度對(duì)應(yīng)于手指處于靜止?fàn)顟B(tài)，完全伸展，并且在180度處手指完全收縮。范圍之外的值無(wú)效，并且對(duì)應(yīng)于向后彎曲手指。

中指電位器讀取模擬范圍最高為1023的值，我使用134行 中的map（）函數(shù)將范圍轉(zhuǎn)換為相同的［90，180］ ］范圍與其他手指一樣。對(duì)于不同的電位器，您映射的值可能不同，因此在setup（）中，有幾行專用于電位器的校準(zhǔn)，如果您不希望每次運(yùn)行代碼時(shí)重新校準(zhǔn)電位器，您可以簡(jiǎn)單地記錄校準(zhǔn)值并將變量MidExtd和MidCont設(shè)置為等于它們。

如前所述，在“前臂和接線”中，控制拇指收縮的伺服沒(méi)有位置反饋，必須使用瞬時(shí)開關(guān)手動(dòng)控制，有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱moveThumb（）函數(shù)。

最后如關(guān)于如何進(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服的步驟中所述，重要的是修改伺服確保將電位器旋轉(zhuǎn)到中間位置（即不是0的極值，也不是180度）。這與拇指收縮和中指收縮有關(guān)，因?yàn)槲覀儗懀ǎ┑饺魏我粋€(gè)極值：0或180，這取決于我們想要旋轉(zhuǎn)伺服的方式。

在函數(shù)moveThumb（）中，我需要將rotAngle的范圍從［60，140］更改為不同的值，具體取決于連接拇指時(shí)伺服旋轉(zhuǎn)到的位置，只需使用范圍，直到找到合適的一個(gè)。

自從上次測(cè)試（并且有幾個(gè)伺服器斷開）后，我對(duì)代碼進(jìn)行了一些修改。一切都應(yīng)該可以正常工作，但如果我錯(cuò)了就在下面評(píng)論，我會(huì)去解決它。

第12步：結(jié)束

雖然我沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果我曾經(jīng)希望，我已經(jīng)學(xué)到了很多東西，而且知識(shí)將被構(gòu)建到未來(lái)的版本中。盡管還有一些問(wèn)題仍然需要解決，但我特別高興我能夠控制所有舵機(jī)。

雖然sg90舵機(jī)有足夠的扭矩來(lái)移動(dòng)手腕，但是當(dāng)用更大的舵機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，手腕會(huì)按預(yù)期移動(dòng)。下次我將更寬的前臂，以適應(yīng)這些優(yōu)質(zhì)的伺服器。我唯一擔(dān)心的是手腕重復(fù)使用后手腕可能會(huì)開始斷裂。

我早些時(shí)候已經(jīng)超越了這個(gè)缺陷所以除了說(shuō)我鼓勵(lì)之外我不會(huì)在這里多說(shuō)些什么。在設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人手臂時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀并牢記這些內(nèi)容。無(wú)論如何都可以隨意使用和改變我共享的融合文件，但我相信這可能是一個(gè)更好的時(shí)間分配，可以開始重新設(shè)計(jì)，記住以前的知識(shí)。