AM易道开源项目分享

一个苹果手机，轻轻拿起放下；

这是一只完全3D打印的机械手能做到的。

更让人意外的是，造出这只手的全部成本只要300美元。

这个叫Aero Hand Open的项目刚在GitHub开源不到一个月，有点东西。

AM易道深入研究后发现，这个项目给3D打印行业指出了一条商业路径：

用最普通的FDM打印机，就能切入协作机器人这个千亿级市场。

腱驱动架构：为什么这个设计适合3D打印

传统机械手要么在每个关节内置电机，要么采用复杂的连杆机构，这两种方案对3D打印都不友好。

Aero Hand选择了腱驱动，这个看似古老的方案在3D打印时代焕发了新生。

AM易道认为，腱驱动最大的优势在于把所有驱动器集中在手掌部位，手指本身只需要打印骨架和关节结构。

这种设计让整个手掌重量控制在389克，比市面上动辄上千克的工业机械手轻了一个数量级。

更关键的是，手指内部不需要复杂的装配空间，0.2毫米层高的普通PLA打印就能满足精度要求。

从打印角度看，TetherIA提供的一键打印包已经优化了每个零件的摆放角度。

大部分零件都采用了45度倾斜设计，这样既保证了结构强度，又最大程度减少了支撑。

以中指的掌指关节为例，整个关节采用模块化设计，可以独立打印后再组装，即使打印失败也只需要重打单个零件。

BOM清单解读

AM易道仔细分析了GitHub上的BOM表，这314美元的成本最大头的开支是7个微型舵机，每个约15美元，总计105美元。

这些舵机采用的是标准的MG90S金属齿轮舵机，扭矩2.2kg·cm，在淘宝上批量采购可以便宜的多。

电子部分包括一块ESP32-S3开发板（约20美元）和两块定制PCB。

如果你不想等PCB打样，完全可以用面包板搭建原型，成本能再降。

有意思的是，TetherIA提供了两种PCB方案：Board A负责连接所有舵机，Board B则是调试和供电板。

机械件方面，除了3D打印件，还需要一些标准件以及最关键的，钓鱼线。

没错，就是普通的尼龙钓鱼线，0.5mm直径，用作腱线。

一卷20米的钓鱼线不到10块钱，够做十只手了。

3D打印材料成本约30美元，按PLA每公斤25美元计算，整手需要约1.2公斤材料。

整体而言，这些东西在国内买能打五折。

DIY实战：从零开始的打印攻略

根据GitHub上的开源文件，整个机械手需要打印约50个零件。

AM易道建议按照以下顺序进行：

先从单个手指开始测试。

每根手指都是独立模块，包含三个指节和相应的关节结构。

使用0.2毫米层高，20%填充率就足够，但关节轴承位置建议提高到40%填充以增加耐磨性。

打印时间每个手指约3-4小时，整手需要15-20小时的打印时间。

材料选择上，虽然官方推荐PLA，但AM易道认为PETG在商业应用中会更有优势。

PETG的韧性更好，特别是在腱线频繁拉动的部位，能显著延长使用寿命。

电子部分是这个项目的另一个亮点。

TetherIA设计了两块定制PCB，但精明的3D打印从业者完全可以用现成的ESP32开发板替代。

七个微型舵机通过简单的PWM信号控制，总功率不超过60W，一个6V10A的开关电源就能驱动整个系统。

组装要点

TetherIA的组装文档写得相当详细，但有几个关键点值得特别注意。

腱线的布线是整个组装过程的难点。

每根手指需要一条独立的腱线，从指尖穿过所有关节到达手掌的舵机。

文档建议用细铁丝做引线，先穿过整个通道，再绑上钓鱼线拉回来。

舵机的初始位置校准至关重要。TetherIA提供了一个图形化的校准工具，通过USB连接后可以单独控制每个舵机。

建议在安装腱线前先测试每个舵机的运动范围，标记好零位。

校准不当会导致手指过度弯曲或无法完全伸展。

手掌的装配顺序也有讲究。

先安装大拇指，因为它的运动范围最大，需要更多调试空间。

然后依次是食指、中指、无名指和小指。每装完一根手指都要测试其独立运动，确保腱线不会相互干扰。

描述这些步骤挺复杂，具体还是得看安装指南。

软件生态：不只是硬件开源

这个项目的软件栈同样值得关注。

Python SDK通过pip一行命令就能安装，提供了简单直观的API。

AM易道测试了他们的序列化演示程序，几十行代码就能让机械手做出复杂手势。

pip install aero-hand-sdk

更专业的用户可以使用ROS2接口。

项目提供了完整的URDF模型，可以在Gazebo中仿真，也能直接接入MoveIt做运动规划。

这意味着你可以把这只手安装在任何兼容ROS2的机械臂上，立即获得抓取能力。

有个细节，他们的固件是基于ESP32-S3的，支持OTA升级。

这意味着即使手已经装配完成，你也能通过WiFi更新固件，添加新功能。

商业化思考

这个项目最让我们兴奋的是它展现出的商业潜力。

AM易道观察到，目前市场上的协作机器人末端执行器动辄上万元，而Aero Hand的材料成本只有2000元人民币左右。

从应用场景看，这款机械手特别适合几个细分市场。

教育培训领域，一个能实际工作的五指机械手比任何教具都更有说服力；

康复医疗领域，可以根据患者手部数据定制尺寸，这是传统批量生产无法做到的；

农业采摘、食品分拣等轻工业场景，389克的重量意味着可以安装在轻型机械臂上，大大降低了整体系统成本。

技术升级路径：从基础版到Pro版

虽然开源版本已经相当完整，但AM易道认为还有很大的升级空间。

最直接的改进是在指尖增加压力传感器，成本不过几十元，却能实现力反馈控制。

TetherIA在文档中提到的硅胶指尖是个很好的思路，用双组份硅胶灌注模具，可以显著提高抓取摩擦力。

控制算法层面，目前的SDK只提供了基础的位置控制。

如果加入机器视觉和深度学习，让机械手能够自主识别物体并规划抓取策略，产品价值会提升一个档次。

好在项目已经支持ROS2，接入现有的机器人视觉框架并不困难。

实用技巧：来自社区的智慧

项目开源一个月，社区里已经积累了不少实用技巧。

还有人尝试了ASA材料，虽然打印难度更大，但耐温性能让机械手可以在户外环境使用。

关于腱线张力调节，社区里有个巧妙的方案：

在舵机轴上3D打印一个带刻度的轮盘，可以精确控制每次调节的圈数。

这个小改进让维护变得简单很多。

项目地址：github.com/TetherIA/aero-hand-open