产品介绍

本手册对应 Beta 2 阶段样机,相关参数与表现不代表最终产品状态。设备为 Beta 1 时,请查看 Wuji Hand 2 (Beta 1) 文档,版本判断方法见版本识别与兼容性

产品概述

Wuji Hand 2 是舞肌科技(WUJI TECH)研发的具有 20 个主动自由度的仿生灵巧手,面向科研实验、机器人集成、人机交互等多种应用场景。

Beta 2 阶段,产品提供:

  • 20 DoF 仿生五指机械本体,各主动关节可独立驱动,拇指支持对指动作
  • MIT 力位混合控制,控制参数由用户自行调节
  • 腕部官方标配法兰,并随产品提供腕部安装图纸
  • Wuji SDK 关节级接口(Python 与 C),支持基础设备发现、状态读取与控制下发
  • URDF / MJCF / USD 仿真模型,含指尖软体模型(独立连杆、有实测质量、参与碰撞、可挂载仿真力与力矩传感器),整手软体层模型未提供

此外还提供基于 Wuji Glove 的遥操作(teleop)演示链路。仿真模型无需实机即可在 MuJoCo、Isaac Sim 等仿真器中加载预览与集成,获取与加载方式见 Wuji Description 模型说明

产品参数

Wuji Hand 2 核心技术参数表涵盖结构、尺寸与重量、驱动控制和电气特性等参数,供产品选型、仿真建模和应用集成参考。

参数分类参数项典型数值或描述
结构与自由度主动自由度20,每指 4 个
关节数量20,每指 4 个
抓指构型可全对指,支持侧摆
运动学构型旋转关节串联直驱,无非线性运动学关系
最小抓握直径0 mm
尺寸与重量自重
(整备质量,含软体与输出线缆,不含底座)
800 g(裸手 650 g,底座 70 g 另计)
尺寸180 mm × 80 mm × 40 mm(随手姿态变化,为参考值)
驱动方式驱动方式可反驱旋转直驱关节
控制算法FOC 矢量控制驱动
控制与通信控制频率1000 Hz × 20 轴
控制模式MIT 力位混合控制
通信接口RJ45 以太网,100BASE-TX
电气性能工作电压11–13 V DC(标称 12 V)
电源适配器标配 12 V 20 A(额定功率不低于 200 W)
对外接口XT30(电源)+ RJ45(通信)

产品结构特性

本节介绍 Wuji Hand 2 整体结构设计、通信与电源接口布局,以及各自由度的命名规则与运动参数,帮助用户了解产品的机械结构与使用规范。

外形尺寸

Wuji Hand 2 五指完全张开并拢时的整体外形尺寸如下图所示,可用于工作空间规划与安装结构设计。

Wuji Hand 2 外形尺寸

图中尺寸单位为 mm:长 180、宽 80、厚 40。

结构示意图

结构示意图

图中 A~E 分别对应:

编号名称英文
A拇指Thumb
B食指Index
C中指Middle
D无名指Ring
E小指Little (pinky)

图中 1~5 对应手部常用的解剖学区域标识:

编号名称英文
1远节指骨Distal phalanges
2中节指骨Intermediate phalanges
3近节指骨Proximal phalanges
4掌骨Metacarpals
5腕骨Carpals

自由度配置

Wuji Hand 2 自由度配置

图中 1~8 分别对应:

编号关节
1thumb_cmc_flex
2thumb_cmc_abd
3thumb_mcp
4thumb_ip
5mcp_flex
6mcp_abd
7pip
8dip

各关节运动方向与范围

食指、中指和无名指结构一致,单指全长约 137 mm。小指略短,约 134 mm。拇指模块结构略有差异,单指全长约 140 mm。下图以拇指和小指为例,进一步说明各自由度的运动方向及角度范围:

各关节运动方向与范围(以拇指、小指为例)

拇指

关节运动方向范围
1掌根展收(cmc_flex-68° ~ 74°
2掌根侧摆(cmc_abd-85° ~ 40°
3MCP 屈伸(mcp-60° ~ 90°
4IP 屈伸(ip-60° ~ 90°

四指通用(食指、中指、无名指、小指)

关节运动方向范围
aMCP 屈伸(mcp_flex-60° ~ 90°
bMCP 侧摆(mcp_abd-40° ~ 40°
cPIP 屈伸(pip-60° ~ 120°
dDIP 屈伸(dip-60° ~ 90°

四指各关节的运动范围一致,与模型文件(URDF / MJCF / USD)中的关节限位定义相同,左右手对称。

通信与电源接口示意图

Wuji Hand 2 通过 RJ45 接口实现与上位机的数据通信,同时支持外部电源供电。下图展示了 Wuji Hand 2 的通信和电源接口位置及连接方式:

通信与电源接口示意图

为保障通信稳定性与供电安全,建议使用原装配套线材。

Beta 2 阶段后续版本的对外接口形式会变化(不再是 XT30 + RJ45 两线直引方案),集成方案请预留改动空间。

三层结构:骨骼、软体、皮肤

Wuji Hand 2 由三层结构组成,分别承担承力、接触柔顺与表面防护三种角色:

层级名称作用用户可操作性
内层骨骼灵巧手核心机械结构,承载关节、传动与电机,决定整手运动学与负载能力整根手指可下电拆装更换
中层软体包覆于骨架外的仿生软组织,模拟人手软组织的硬度、压缩行程,承担拟人接触与缓冲可更换
外层皮肤包覆软体外的被动防护层,提供表面摩擦、耐磨与外观防护,无传感能力可自行拆装更换
不可脱离皮肤使用灵巧手,运行时须始终佩戴皮肤

Beta 2 阶段指尖软体硬度仍在调整,皮肤层方案未完全锁定。当前样机的触感、外观、软体寿命表现不作为最终产品状态参考。

手背状态灯

手背 Logo 灯(RGB)是唯一对外状态灯,关节驱动板上的绿色单色灯在完整形态下基本不可见,仅供维修或裸机调试参考。状态灯由设备自身驱动,无需连接上位机即可生效。

状态灯需要配备手背状态灯的硬件批次,以及固件 v2.2.0 及以上版本。

等级图示颜色模式含义
L0白色呼吸呼吸(1Hz)就绪:全部在线关节就绪、未使能,或未连接上位机
L0蓝色呼吸呼吸(1Hz)上电 / 自检 / 预充
L0白色常亮常亮运行中:至少一个关节已使能
L0蓝色慢闪慢闪 1Hz固件升级中
L1黄色慢闪慢闪 1Hz告警:过温预警、编码器标定、通信降级、节点掉线等非关键异常
L2红色慢闪慢闪 1Hz故障:过流、过压欠压、驱动故障等可恢复故障
L3红色常亮常亮致命:多次过流、硬件损坏、初始化失败等不可恢复故障,错误码的 S 位为 3

与 Beta 1 的行为差异:Beta 1 中固件升级的蓝色慢闪优先级高于告警的黄色慢闪,升级期间保持蓝色慢闪。Beta 2 中固件升级属 L0,低于 L1 告警,行为相反。

状态灯进入告警(L1)、故障(L2)或致命(L3)时的处理动作:

灯效等级处理
黄色慢闪L1 告警解码错误码,排除散热、接线或负载原因后可继续使用,见故障排查
红色慢闪L2 故障按错误码排除原因后清除故障并重新使能,见故障排查
红色常亮L3 致命断电重启,复现则停止使用并联系技术支持,见故障排查

产品电气特性

引脚采用标准 RJ45 网口,支持 100BASE-TX。

内容物清单

灵巧手本体的结构、参数与接口信息见前述各章节。除本体外,包装内还随附以下内容物:

图片名称数量说明
电源适配器电源适配器1额定 12 V 20 A
电源适配器 AC 线材电源适配器 AC 线材1国标三孔插头
RJ45 网线RJ45 网线1超五类网线带屏蔽,2 m
XT30 公对母延长线XT30 公对母延长线114 AWG,2 m
转接座转接座1
转接法兰转接法兰1
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