ProHand15 灵巧手实训箱

ProHand15 实训箱是《灵巧手技术开发应用》的物理载体。硬件、装配资料、仿真模型、SDK、考核资料与在线实训账号按同一套任务交付。

开箱即用的装调载体

机械件、电控、传感器、线束与工具按功能分区固定。开箱后依次完成机构组装、接线、检查与调试。

打开的 ProHand15 实训箱概念图,未组装的掌部骨架、五组手指零件、驱动件、连杆、电控板、线束与工具分区放置
图 1 ProHand15 灵巧手实训箱
课程交付 课程、平台与实训箱共用一套任务

1.1 ProHand15 产品介绍

#

1.1.1 产品概览

ProHand15 是一款五指、20 自由度灵巧手。整机采用开放式掌部骨架、模块化指节、微型执行器与多类连杆机构,腕部基座内集成控制板及外部接口。

图 2 展示无掌心壳状态下的传动结构,图 3 展示样机、前后掌壳及腕部控制板位置。两张图片共同用于装配辨认,不作为尺寸或装配公差依据。

20 自由度
覆盖五指多关节操作
五指模块化结构
渲染图与实物图中均可辨认
丝杆与连杆传动
直连杆、曲柄、摇臂与杆端关节分开列示
腕部集成电控
控制板与外部接口集成于腕部

1.2 包装清单

#

1.2.1 ProHand15 建议装箱清单与套件组成明细

36 项物料按装配和点检逻辑归并为 14 个核对组。同类零件在同一表格内逐项保留编号、名称和数量,机械、电控与紧固件均归入 P01 未组装机械套件。

36 项物料,归并为 14 个核对组

窄屏可左右滑动查看完整列

ProHand 15 建议装箱清单和内部组成明细
核对组 组件与数量 归属与备注 代表图
随箱组件10 项物料归并为 4 个核对组
P01 未组装机械套件
  • P01ProHand15 掌部、五指与腕部结构分装1 套
套件主体内部结构明细见 M01 至 H05,不重复累计。
AI 生成的 ProHand15 未组装实训箱套件概念图AI 示意
P02–P04 本体、传感与控制
  • P02掌部外壳组件,掌心壳与手背壳1 套
  • P03指尖传感器组件5 件
  • P04STM32 15 路直流电机驱动控制板1 块
核心组件外壳图示 2 件;指尖传感器暂按每指 1 件。
从早期高清生成稿中分别提取的 ProHand15 前壳与后壳AI 示意
P05–P07 线束、通信与供电
  • P05五指驱动与传感线束1 套
  • P06USB Type-C 数据线1 条
  • P07配套供电组件1 套
上电与调试按手指分束连接;供电组件含电源适配器与输入线。
AI 生成的多路电机线束示意图AI 示意
P08–P10 附件、备件与工具
  • P08机械紧固件附件包1 包
  • P09关节维护备件包1 包
  • P10基础维护工具包1 套
装配与维护含紧固件、关节备件、精密螺丝刀、内六角扳手与镊子。
AI 生成的机械紧固件附件包示意图AI 示意
机械结构组成15 项物料归并为 5 个核对组;已归入 P01,不作为独立散件重复计数
M01–M03 掌部、腕部与指节外壳
  • M01掌部承力骨架1 件
  • M02腕部安装基座与法兰组件1 套
  • M03指节保护外壳组5 套
承力与防护指节外壳含近节、中节与远节覆盖件。
AI 生成的银色掌部承力骨架示意图AI 示意
M04–M07 连杆与方向转换机构
  • M04直式连接连杆1 套
  • M05曲形传动连杆1 套
  • M06钟形曲柄与三孔摇臂1 套
  • M07杆端关节连杆1 套
按关节配套包含直式、偏置、Bell-crank 与 Rod-end 结构。
AI 生成的双端轴承孔直式连接连杆示意图AI 示意
M08–M10 直线驱动模组
  • M08微型滚珠丝杆副15 套
  • M09微型直线导轨与滑块15 套
  • M10微型直流减速执行器15 件
驱动通道配套丝杆、导轨和执行器一一配套。
AI 生成的微型滚珠丝杆与螺母组件示意图AI 示意
M11–M13 关节与拇指模块
  • M11关节转轴与定位销1 套
  • M12微型轴承与低摩擦衬套1 套
  • M13拇指基座与侧向连杆模块1 套
关节支承含肩轴类连接件、轴承衬套与拇指对掌方向传动。
AI 生成的关节转轴与定位销示意图AI 示意
M14–M15 指骨与 MCP 关节件
  • M14近节指骨框架5 件
  • M15中节指骨与 MCP 关节件5 套
五指配套中节组包含中节板、叉形关节件与短轴。
AI 生成的 U 形近节指骨框架示意图AI 示意
电控与传感组成6 项物料归并为 3 个核对组;板卡和线束接口均为结构级说明
E01、E05 板卡安装与接口组件
  • E01控制板安装托架与绝缘垫片1 套
  • E05板端连接器与端子组件1 套
腕部电控包含 PCB 固定件以及电机、传感、电源与通信接口。
AI 生成的金属隔柱与板卡安装件示意图AI 示意
E02–E04 驱动与传感线束
  • E02电机驱动线束1 套
  • E03位置反馈线束1 套,暂按 15 路
  • E04五指传感器细线束5 条
分束连接驱动、位置反馈和指尖信号分类引出。
AI 生成的 15 路电机驱动线束示意图AI 示意
E06 调试下载附件
  • E06STM32 调试下载器及线缆1 套
开发调试用于控制板程序下载与维护。
AI 生成的调试连接线示意图AI 示意
紧固件、耗材与维护件5 项物料归并为 2 个核对组;多规格混装,规格和数量需由装配 BOM 最终锁定
H01–H03 紧固与安装附件
  • H01小型圆头、沉头机螺钉,多规格混装1 包
  • H02螺母、平垫片与弹性垫片1 包
  • H03铜柱与金属隔柱1 包
多规格混装包含不同螺纹、头型和长度的紧固件。
AI 生成的小型螺钉螺母与垫片示意图AI 示意
H04–H05 关节限位与维护附件
  • H04卡簧、挡圈与轴向调节垫片1 包
  • H05备用销轴与肩轴螺钉1 包
关节维护用于轴向限位、间隙调节和易损连接件更换。
AI 生成的小型挡圈与调节垫片示意图AI 示意

1.3 随箱交付物

#

实训箱按一门课的完整任务交付,不只交付机械与电控散件。

中文装配资源

图文手册、分步视频与开箱点检单,用于机构认知、总装和首次上电前检查。

MJCF 仿真模型

导入在线仿真实训平台,用于结构认知、操作验证与真机参数对照。

Python SDK 与示例

覆盖连接、位置控制、基础抓取和数据记录。

教学与考核资料

项目任务单、排障手册、过程点检表和考核题库,直接支撑课程实训与技能评价。

平台课程账号

提供《灵巧手技术开发应用》在线实训环境。账号数量、使用期限和计费口径随正式产品方案确认。

一套任务贯通课程、平台与实训箱

学生在平台完成结构认知和仿真验证,再用同一任务单进入实训箱装配、调试与考核。

1.4 技术参数框架

#

下表概括 ProHand15 的机构、驱动、控制、仿真、供电与教学组织方式。

参数项技术说明
机构与自由度五指、20 自由度,主动轴、耦合轴与从动轴协同构成多指运动。
驱动与反馈STM32 15 路直流电机驱动控制板承载多路执行器和位置反馈。
控制接口随箱提供 Python SDK 与示例,支持设备通信、动作控制与 ROS 桥接。
仿真资产随箱交付 MJCF 模型并接入在线实训平台;仿真与真机的关节、限位和控制参数按最终模型映射。
供电与保护采用教学场景安全低压供电,配置过流与急停保护。
教学组织一组一箱,建议 2 至 3 人;基础总装按 2 学时组织。
维护与复用指节、传动与紧固件按备件包补购;箱体、控制板与核心结构件按多届教学复用设计。

1.5 使用流程

#

实训箱将一门课的操作路径固定下来,教师可按同一流程组织实训、记录过程并完成考核。

  1. 开箱点检对照装箱单核对套件、线束与工具。
  2. 机构组装按装配手册完成掌部、指节与传动件总装。
  3. 接线自检检查极性、连接器锁止和紧固状态后上电。
  4. 标定与控制完成关节零位、限位检查与基础动作调试。
  5. 平台仿真联动用 MJCF 模型验证动作,对照真机参数与运动边界。
  6. 项目考核完成基础抓取、故障排查和课程项目验收。

全流程对应主研课程《灵巧手技术开发应用》。实训箱承载真机装调,在线平台承载仿真验证与过程记录。

1.6 清单说明

#

使用与存放提示

  1. 检查或手动拨动机构前先断开电源,不要在通电状态下强行改变关节位置。
  2. 指节、连杆与滑块附近存在夹点;装配和调试时请保持手指、线束及衣物远离运动区域。
  3. 首次上电前检查线束极性、连接器锁止状态及松动紧固件。
  4. 控制板与传感器应避免液体、金属碎屑和静电环境;长期存放时保持干燥并断开外部电源。