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別人國慶節(jié)，我造了一只鋼鐵俠機(jī)械臂！
仍然是來自華為的年輕天才君志輝，這仍然是他迄今為止所從事的最復(fù)雜的項目。
來吧，給我看看——縫合葡萄：
經(jīng)過“葡萄包扎”后，原本龜裂的小口子變成了這樣：
提出一個觀點：
以上所有流程都可以在廁所里遠(yuǎn)程實時完成！
它還有一個很有趣的名字——叫做。
但畢竟有著“B站狂野鋼鐵俠”光環(huán)的志輝君表示，這是他最復(fù)雜的項目（花了4個月），硬核的水平絕對不止于此。
真實的情況是——這只機(jī)械臂，里里外外，都是智輝先生親手制作的！
（朋友們，又是智慧君防守被破的一天）
于是，自然而然的，彈幕再次被網(wǎng)友們逼瘋了，我們來體驗一下這種感覺（“國粹”滿屏）：
就連業(yè)內(nèi)人士也感嘆：
（注：本文內(nèi)容已獲得智慧君授權(quán)）
真正的機(jī)械臂應(yīng)該是什么樣子
智慧君想要打造的機(jī)械臂有多種交互方式。
例如，如果將機(jī)械臂的末端換成“力反饋夾具”，它就變成了可以在幾秒鐘內(nèi)抓取薯片的機(jī)械臂：
除了“力反饋抓手”之外，如果更換不同的執(zhí)行器，所能達(dá)到的結(jié)果也會有所不同：
而上面顯示的一切都是——同步現(xiàn)實！
此外，智慧君還做出了很多不同的互動方式。
例如，結(jié)合更前沿的技術(shù)，增強現(xiàn)實（AR）——真正的“指點即點”。
還有一種方法是通過示教器打開。
而這個教學(xué)墜也是智輝老師制作的。 用他的話說：
有我的地方就有屏幕。
這是志輝君設(shè)計的小型無線智能終端，也是這只機(jī)械臂的“伴侶”。
它可以通過低功耗藍(lán)牙無感地連接到機(jī)械臂。 連接后，可以顯示機(jī)械臂的各種狀態(tài)信息，并實時切換各種功能。
當(dāng)然，智慧君還做了一個更加“洋劍”的圖解方法。
還有兩種更極客的方法：通過串口和命令行。
如此狂野的鋼鐵俠機(jī)械臂是如何“制作”出來的？
如何打造鋼鐵俠的機(jī)械臂？
這只看起來很酷的“手”是一個小型、高精度的六軸機(jī)械臂。
總體而言，機(jī)械臂的構(gòu)造主要分為四個部分：機(jī)械臂設(shè)計、閉環(huán)伺服、控制器和空間定位裝置，分別對應(yīng)機(jī)器人的軀干、心臟、小腦和眼睛。
機(jī)械臂設(shè)計是指機(jī)械臂的“軀干”，使機(jī)械臂穩(wěn)定運動的必要步驟，包括力學(xué)分析、外觀設(shè)計（3D建模）、材料選擇等。
當(dāng)然，這里的設(shè)計并不那么容易。 僅草稿就有150多個：
為了保證穩(wěn)定性+便宜又美觀，最終的機(jī)械臂主體采用鋁材CNC加工（保證穩(wěn)定性），裝飾采用3D打印制作（節(jié)省成本）。
其中，CNC部分是智慧君請“家里有工廠”的UP主@拆解狂人倪希哥幫忙制作的，8個金屬件全部??制作完成。 總共花了半個月的時間：
最終的外觀設(shè)計是姜阿姨的（中國紅+鋼鐵俠紅），還挺好看的：
閉環(huán)伺服是機(jī)械臂的“心臟”，用于為機(jī)械臂工作提供動力。
具體來說，軟件包括FOC算法、絕對編碼器&PID算法、CAN總線通信協(xié)議等。硬件包括電機(jī)選材、散熱等細(xì)節(jié)。
一般來說，機(jī)械臂采用無刷伺服電機(jī)，但這里確實比較大。
由于志輝先生想要制作一個相對緊湊的機(jī)械臂，所以他最終使用了步進(jìn)電機(jī)機(jī)械識圖一點通，并搭配了零背隙諧波減速器。 單驅(qū)動效果如下：
由于是6軸機(jī)器人，整體采用了6臺步進(jìn)電機(jī)+6臺諧波減速器，并結(jié)合軟件設(shè)計，構(gòu)成了機(jī)械臂的“心臟”。
控制器是指機(jī)械臂的“小腦”，用于控制機(jī)械臂的運動以實現(xiàn)各種功能。
除了原則上掌握運動學(xué)、動力學(xué)分析之外，在軟件和硬件上還需要額外的電路設(shè)計、通信、電源管理等“斜杠”技能。
事實上，這個機(jī)械臂上有多達(dá) 12 個微控制器單元 (MCU)。
其中，主控制器（采用冗余設(shè)計）和電機(jī)伺服驅(qū)動器（支持CAN總線&動力機(jī)連接）設(shè)計如下：
至于電路設(shè)計，比想象的要復(fù)雜。 畢竟想要實現(xiàn)上述的“多控”功能，除了命令行控制之外，還需要考慮藍(lán)牙和無線通信相關(guān)的軟硬件。
沒錯，除了有線控制之外，藍(lán)牙、WiFi、2.4G也可以控制這款機(jī)械臂~
最后還有空間定位裝置，它是機(jī)械臂的“眼睛”，用來讓機(jī)械臂“看到”并操作需要完成的任務(wù)。
這包括我們常見的雙目視覺算法、AHRS系統(tǒng)和力傳感系統(tǒng)等機(jī)械識圖一點通，都是在這一步完成的。
沒錯，智慧君設(shè)計的機(jī)械臂不僅僅是“輸入任務(wù)并完成”的簡單操作，而是真正的“智能機(jī)械臂”，可以多角度接收任務(wù)并實時處理。
簡單來說，它利用雙目視覺算法進(jìn)行識別，然后利用AI算法實現(xiàn)姿態(tài)估計等操作：
安裝在機(jī)械臂上后，“手”可以根據(jù)人體動作完成一系列復(fù)雜的操作（控制器改編自PS5手柄）：
當(dāng)然，經(jīng)過軟件去抖、運動范圍重新映射和扭矩增強后，機(jī)械臂可以完成比手工操作更高精度的操作（對于手抖的玩家來說是個好消息）。
最后對這幾部分的軟件算法和硬件進(jìn)行組裝和調(diào)試：
最終的成品是這樣的，非常聰明：
那么，這款機(jī)械臂能達(dá)到什么水平呢？
成本控制在以內(nèi)
眾所周知，機(jī)械臂的價格會隨著精度的提高而上漲。
一款質(zhì)量比較好的工業(yè)六軸機(jī)械臂，精度達(dá)到0.6mm就要上萬美元，而精度0.02mm左右的四大系列工業(yè)機(jī)械臂價格已經(jīng)漲到了上萬美元。 。 。
從智慧君的測試結(jié)果來看，使用精度為0.01mm的千分表測量端子重復(fù)性，精度直接達(dá)到了0.02mm左右：
有了這樣的精度，按理說機(jī)器人的價格也不便宜。
不過據(jù)智慧君介紹，整體硬件成本還不到1萬元！
當(dāng)然，智慧君也適當(dāng)節(jié)省了成本，包括諧波減速器、機(jī)械臂本體，都是二手的（如果是全新的硬件，成本可能在2萬元左右）。
另外，據(jù)志輝君介紹，機(jī)械臂本身的尺寸也很小，所以運動范圍和精度也相應(yīng)更小、更高（市面上應(yīng)該沒有這么小尺寸、這么高精度的機(jī)器）目前。手臂）。
這樣的機(jī)械臂可以用在哪里呢？
試想一下，如果未來準(zhǔn)確率不斷提高，遠(yuǎn)程手術(shù)或許也不失為一個好主意：
有網(wǎng)友更詳細(xì)地想象了使用場景：
即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)，各地各大醫(yī)院的醫(yī)生也可以同時通過遠(yuǎn)程手術(shù)挽救生命； 或利用智能程序設(shè)置進(jìn)行簡單的皮膚縫合等操作，為醫(yī)生節(jié)省更多時間。
至于項目本身，有網(wǎng)友調(diào)侃“開源，開動腦筋”：
還有一些UP在科技領(lǐng)域的奇幻聯(lián)動（手動狗頭）：
當(dāng)然，我們也知道，智慧君去年年底就加入了“華為天才少年”。
在智輝君此次的項目中，操作系統(tǒng)和AI計算平臺也分別采用了華為鴻蒙和升騰處理器。
就在8月2日，任正非在題為《一代賢才》的演講中盛贊了智慧君的項目，并指出這是華為創(chuàng)新的動力：
但對于2012年的實驗室來說，公司從來沒有給過你太多的約束。 比如有人在研究自行車自動駕駛，公司并沒有限制他。
我們要制造自行車嗎？ 不，這是他掌握的一把“手術(shù)刀”，未來或許會發(fā)揮作用，產(chǎn)生巨大的商業(yè)價值。
接下來，智慧君打算整理一下這個項目并開源，已經(jīng)把坑埋了。
對自制機(jī)械臂感興趣的朋友可以時不時蹲一下~
多一個
這次出品的項目其實是志輝先生送給自己的生日禮物。
這是我誠摯的生日祝福~
項目地址（待整理）：
智慧君機(jī)械臂視頻（已授權(quán)）：
參考鏈接：
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