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PhysiClaw 装配手册

我们打造能在真实世界里与你互动的智能体

VERSION 2026-08-05
目录PhysiClaw.ai
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简介PhysiClaw.ai

PhysiClaw

PhysiClaw 是一个能与物理世界交互的 Agent,靠点触屏幕来操作手机,因此需要一套硬件来执行动作。本手册讲的就是这套硬件怎么装,它分三部分:在平面内移动的 CoreXY 结构(负责 X/Y 定位)、沿 Z 轴按压屏幕的触控机构,以及一个观察屏幕的摄像头。

准备工作

动手组装前,先把本手册从头到尾通读一遍,再对照物料清单核对买好的零件,确保一切齐备。组装一台 PhysiClaw 大约需要两到三个小时,请预留好时间。

反馈问题

如果你发现本手册有错,或者有改进建议,欢迎到 GitHub 提交 issue(github.com/physiclaw/PhysiClaw/issues)。提交时请写明相关页码,简单说一下问题,最好再附上标注过的截图。我们会根据收到的反馈定期更新手册。

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五金件 — 参考PhysiClaw.ai
内六角圆柱头螺栓(SHCS)

内六角圆柱头螺栓(SHCS)

圆柱头,用内六角扳手拧。

ISO 4762 / DIN 912

内六角半圆头螺栓(BHCS)

内六角半圆头螺栓(BHCS)

圆顶头,用内六角扳手拧。用在需要压低头部高度、但又不必与表面齐平的位置。

ISO 7380-1

内六角沉头螺栓(FHCS)

内六角沉头螺栓(FHCS)

90° 沉头,用内六角扳手拧。装好后与表面齐平,用在不允许凸出零件表面的位置。

ISO 10642 / DIN 7991

垫片

垫片

5×8×0.5 垫片。叠在每个惰轮下面,调整轴向间隙。

5×8×0.5

六角螺母

六角螺母

和螺栓配合,把零件牢牢夹紧。

ISO 4032 / DIN 934

四方螺母

四方螺母

把四方螺母嵌进打印件的方槽,配上螺栓即可拧紧固定。

DIN 557

44
五金件 — 参考PhysiClaw.ai
滑块 T 型螺母(端部滑入)

滑块 T 型螺母(端部滑入)

从型材的开口端把它滑进滑槽。拧紧螺栓时,螺母会往上提,卡在滑槽开口的内侧边缘上。

船形 T 型螺母(任意位置放入)

船形 T 型螺母(任意位置放入)

可以从滑槽的任意位置平放进去,转 90° 就卡紧。

GT2 同步轮

GT2 同步轮

20 齿同步轮。每个步进电机轴上装一个,用紧定螺钉顶在电机轴的 D 形切面上,由它带动 GT2 同步带。

GT2 · 20 齿 · 孔径 5 mm · 带宽 6 mm

GT2 惰轮(带齿)

GT2 惰轮(带齿)

带齿转向轮,和同步带带齿一面贴合转动。

GT2 · 20 齿 · 孔径 5 mm · 带宽 6 mm

GT2 惰轮(光面)

GT2 惰轮(光面)

无齿转向轮,贴着同步带的平背面转动。

孔径 5 mm · 带宽 6 mm

一字连接板

一字连接板

两孔平板,M5 孔间距 20 mm。

55
五金件 — 工具PhysiClaw.ai
fastener_50_hex_driver assembled

2 mm 和 3 mm 内六角扳手

装配这台机器时,2 mm 和 3 mm 内六角扳手用得最多。建议准备两把质量好的扳手。

扳手规格

这几把扳手覆盖本次装配用到的内六角螺栓:2 mm 对应 M3 半圆头/沉头螺栓,3 mm 对应 M5 半圆头/沉头螺栓,5 mm 对应 M6 内六角圆柱头螺栓。

66
3D 打印件PhysiClaw.ai
77
PhysiClaw.ai
第 01 节

框架

四根 2040 铝型材拼成底座,其余零件都装在上面。框架四角务必成直角,这是后续运动精度的基础。

88
框架frame_10PhysiClaw.ai
frame_10_extrusion_tnut exploded

先装 T 型螺母

校正框架方正之前,先把每颗 T 型螺母滑进对应的型材槽里。

物料清单
组件规格数量
2040 铝型材345 mm · 沉孔2
2040 铝型材190 mm2
T 型螺母滑块螺母 M58
99
框架frame_20PhysiClaw.ai
frame_20_SHCS exploded

方向约定

本手册里说的上、下、左、右,都以这个视角为准。

注意位置

带四个滑块螺母的短型材放在最上面。

沉孔朝外

长型材带沉孔的一端朝外,每个沉孔对准短型材端面的孔位。

先校方正,再拧紧

每颗 M6×20 圆柱头螺栓穿过长型材沉孔,拧进短型材端面的螺纹孔。先把 8 颗都拧到贴合,放到平整台面上校正框架方正,再逐颗拧紧。

物料清单
组件规格数量
圆柱头螺栓M6×208
1010
框架frame_30 · frame_31PhysiClaw.ai
frame_31_bracket assembled
frame_30_bracket_tnut exploded

框架加固

每个角用一块连接板加固。将 M5×10 半圆头螺栓穿过连接板,松松拧上一颗船形螺母,整组放进装好的框架,再拧紧。

物料清单
组件规格数量
一字连接板40 × 18 × 4 mm4
半圆头螺栓M5×108
T 型螺母船形螺母 M58
1111
框架frame_40 · frame_41PhysiClaw.ai
frame_41_bumper assembled
frame_40_bumper_tnut exploded

支脚朝下

橡胶脚垫用作机器的支脚,装在框架底面的四个角。

用橡胶脚垫自带的螺栓

若你买的那款也配了螺栓,就用自带的,尺寸正好合适。

物料清单
组件规格数量
橡胶脚垫Ø20 × 22 mm4
半圆头螺栓M5×164
T 型螺母船形螺母 M54
1212
PhysiClaw.ai
第 02 节

惰轮

框架四角各装一个惰轮组,全用光面惰轮。惰轮贴着 GT2 同步带的平背面滚动,在转角处引导同步带转向。

1313
惰轮idler_10PhysiClaw.ai
idler_10_lu exploded
idler_10_lu assembled

先装中间的螺栓螺母

先把中间的 M5 四方螺母和 M5×10 半圆头螺栓放进中间的沉孔。两侧惰轮柱装上后,中间沉孔就被挡住了。

确认惰轮转得顺畅

装好后逐个转一下,确认每个惰轮都能自由转动。

平的一面朝着螺栓

放四方螺母时,让平的一面朝向它对应的螺栓。

侧面槽位放不进?

如侧面四方螺母难以放到位,先用小螺丝刀或细针清理槽孔。打印件槽内可能有残留。

物料清单
组件规格数量
惰轮支座SLS/MJF 3D 打印1
惰轮GT2 20T,光面3
半圆头螺栓M5×101
轴肩螺栓Ø5×10×M41
轴肩螺栓Ø5×20×M41
四方螺母M42
四方螺母M51
垫片5×8×0.53
1414
惰轮idler_12PhysiClaw.ai
idler_12_lu exploded
idler_12_lu assembled

两处固定到框架

支座靠两处固定在框架上:中间的 M5 螺栓咬住型材槽里的滑块螺母,再用一块连接板把支座和框架连到一起。连接板上较长的 M5×12 半圆头螺栓拧进支座的预埋四方螺母,M5×10 拧进型材槽里的船形螺母。

与转角连接板留 2 mm 间隙

摆放支座时,让它离框架转角的连接板留出 2 mm 间隙。

物料清单
组件规格数量
一字连接板40 × 18 × 4 mm1
半圆头螺栓M5×101
半圆头螺栓M5×121
T 型螺母船形螺母 M51
1515
惰轮idler_20PhysiClaw.ai
idler_20_ru exploded
idler_20_ru assembled

惰轮组高度统一 18 mm

惰轮高 8.5 mm、轴套高 9 mm、垫片厚 0.5 mm。用垫片和轴套把每个惰轮组都调到 18 mm,保持高度一致。

轴套总高要够 9 mm

轴套高 9 mm。买不到这个高度的轴套,就拿几个短些的叠起来凑够 9 mm。

物料清单
组件规格数量
惰轮支座SLS/MJF 3D 打印1
惰轮GT2 20T,光面3
半圆头螺栓M5×101
轴肩螺栓Ø5×20×M42
四方螺母M42
四方螺母M51
轴套5×10×91
垫片5×8×0.53
1616
惰轮idler_22PhysiClaw.ai
idler_22_ru exploded
idler_22_ru assembled

长螺栓拧进支座

螺栓分配和左边的连接板相同:M5×12 半圆头螺栓拧进支座的预埋四方螺母,M5×10 拧进型材槽里的船形螺母。

间隙和左边的支座保持一致

右边的支座和左边一样,离框架转角连接板留 2 mm 间隙。两边间隙相等,惰轮工位才能左右对称。

物料清单
组件规格数量
一字连接板40 × 18 × 4 mm1
半圆头螺栓M5×101
半圆头螺栓M5×121
T 型螺母船形螺母 M51
1717
惰轮idler_30PhysiClaw.ai
idler_30_ld exploded
idler_30_ld assembled

电机 A 的惰轮——位置偏低

这个惰轮走电机 A 的同步带,不加轴套,落在下层那条带的平面上。

物料清单
组件规格数量
惰轮支座SLS/MJF 3D 打印1
惰轮GT2 20T,光面1
半圆头螺栓M5×101
轴肩螺栓Ø5×10×M41
四方螺母M41
垫片5×8×0.51
1818
惰轮idler_31PhysiClaw.ai
idler_31_ld exploded
idler_31_ld assembled

与转角连接板留 2 mm 间隙

把这个支座放到离框架转角连接板 2 mm 的位置,与其他每个惰轮工位的间隙保持一致。

1919
惰轮idler_40PhysiClaw.ai
idler_40_rd exploded
idler_40_rd assembled

电机 B 的惰轮——位置偏高

这个惰轮走电机 B 的同步带。9 mm 轴套把它垫高,落到上层那条带的平面上。

物料清单
组件规格数量
惰轮支座SLS/MJF 3D 打印1
惰轮GT2 20T,光面1
半圆头螺栓M5×101
轴肩螺栓Ø5×20×M41
四方螺母M41
轴套5×10×91
垫片5×8×0.51
2020
惰轮idler_41PhysiClaw.ai
idler_41_rd exploded
idler_41_rd assembled

间隙和左边的支座保持一致

右边的支座和左边一样,离框架转角连接板留 2 mm 间隙,这样下方两个惰轮工位才能左右对称。

2121
PhysiClaw.ai
第 03 节

电机

两个 42 步进电机装在框架顶部的型材上,左右各一,驱动 CoreXY 同步带,带动触控笔滑座移动。

2222
电机motor_10PhysiClaw.ai
motor_10_bracket exploded
motor_10_bracket assembled

注意电机引线的朝向

看清电机引线朝哪个方向,照图装好。引线朝向决定后面布线能留出多少空间。

只有轴套高度有要求

电机 A 的轴套高度必须 8 mm。

按对角顺序拧紧

先把四颗电机螺栓用手拧上,再两两对角逐步拧紧。这样电机能平贴支架,不会歪向一边。

物料清单
组件规格数量
电机支架60×42×31
电机42 步进电机,高度 38 mm1
半圆头螺栓M3×64
半圆头螺栓M5×162
轴套6×12×82
2323
电机motor_11PhysiClaw.ai
motor_11_frame exploded
motor_11_frame assembled

电机 A

左边这台电机记作电机 A。

注意引线朝向

固定支架前,先确认电机引线朝向与图一致。

螺栓先别拧紧

电机座先别拧死,后面还要靠滑动电机座来张紧同步带。

2424
电机motor_20PhysiClaw.ai
motor_20_bracket exploded
motor_20_bracket assembled

这里用更高的轴套

电机 B 的轴套高度必须 12 mm。

右边的电机——左右镜像

装法与左边那台一样,只是左右镜像:线缆接头朝右。

物料清单
组件规格数量
电机支架60×42×31
电机42 步进电机,高度 38 mm1
半圆头螺栓M3×64
半圆头螺栓M5×202
轴套6×12×122
2525
电机motor_21PhysiClaw.ai
motor_21_frame exploded
motor_21_frame assembled

电机 B

右边这台电机记作电机 B。

镜像

这是右边那台电机,与左边镜像。线缆接头朝右。

螺栓先别拧紧

先轻轻拧到贴紧就行,等同步带张紧后再拧死。

2626
电机motor_30PhysiClaw.ai
motor_30_pulley exploded
motor_30_pulley assembled

不同高度

A、B 两条同步带处在不同高度,电机 A 的同步轮(左)与下层惰轮共面,电机 B 的同步轮(右)与上层惰轮共面。各自沿电机轴滑到位后,把紧定螺钉拧紧固定。

紧定螺钉

先把一颗紧定螺钉对准 D 形切面拧紧,再拧另一颗。

螺纹胶加固

每颗紧定螺钉都要上螺纹胶。同步轮松动会导致运动失准,是用户反馈最多的问题,但上胶前务必先把同步轮和惰轮对齐。也可以暂不上胶,等装好同步带后再涂。

物料清单
组件规格数量
同步轮GT2 20T,6 mm2
2727
PhysiClaw.ai
第 04 节

直线运动

PhysiClaw 的 X/Y 运动采用 CoreXY 方案,靠三根 MGN9H 导轨导向:左右两根作 Y 轴,横跨其间的一根作 X 轴。X 轴两端与 Y 轨相接的左右两处,各装两个惰轮组。

2828
直线运动linear_10PhysiClaw.ai
linear_10_y exploded
linear_10_y assembled

做两条 Y 导轨

Y 轴用两条一模一样的导轨,做法完全相同。

把导轨擦干净、上好润滑脂

MGN9H 导轨出厂时涂着一层防锈油。安装前先擦掉,再给滑块补上新的润滑脂,这样运动才顺滑、耐用。每条导轨都这么处理。

让 T 型螺母先吊着

每隔一个孔拧一颗 M3×10 沉头螺栓,让船形螺母吊在螺栓末端。把整条导轨放进型材槽,再拧紧螺栓,把螺母拉上来夹紧。

当心滑块

滑块稍一用力就会从导轨端头滑出,一旦掉到地上,滚珠就会散落,整个滑块也就报废了。务必让它始终留在导轨上,且不同导轨的滑块绝不要互换。

物料清单
组件规格数量
直线导轨MGN9H, 240 mm2
沉头螺栓M3×1012
T 型螺母船形螺母 M312
2929
直线运动linear_11PhysiClaw.ai
linear_11_y exploded

安装导轨

调整远离电机一侧的惰轮支座位置,使导轨两端紧靠支座。

先固定 Y 导轨,但别拧死

用螺栓把两条 Y 导轨固定好,拧到贴合就行,先别拧死。等 X 轴装好、能顺畅移动了,再把它们拧紧到位。

从中间往两边拧

正式拧紧时,从中间那颗螺栓开始,往两边依次拧,让导轨平整地贴在型材上。

3030
直线运动linear_20PhysiClaw.ai
linear_20_joint exploded
linear_20_joint assembled

平直的一面朝电机

左右两个连接件互为镜像。安装时让每个连接件平直的一面都朝向电机。

按对角顺序拧紧

先将四颗螺栓全部旋入,再两两对角拧紧,这样连接件才能平贴滑块。

物料清单
组件规格数量
XY 连接件(左)SLS/MJF 3D 打印1
XY 连接件(右)SLS/MJF 3D 打印1
沉头螺栓M3×108
3131
直线运动linear_30PhysiClaw.ai
linear_30_x exploded
linear_30_x assembled

先装好 X 横梁的 T 型螺母

把两颗 M5 T 型螺母从两端滑进去。

物料清单
组件规格数量
1020 铝型材185 mm1
T 型螺母滑块螺母 M52
3232
直线运动linear_31PhysiClaw.ai
linear_31_x exploded

检查 X 横梁滑动是否顺畅

X 横梁应该能沿 Y 导轨自由滑动。若滑动发涩,先把 Y 导轨重新校正到顺畅,再从中间那颗螺栓往两边拧紧。

需要耐心

调试往往无法一次到位。先拧紧部分螺栓,推动 X 横梁感受滑动阻力,再微调 Y 导轨,如此反复。可能要来回调整几分钟,横梁才能顺畅滑动。

物料清单
组件规格数量
沉头螺栓M5×122
3333
直线运动linear_32PhysiClaw.ai
linear_32_x exploded
linear_32_x assembled

X 导轨

这条导轨的装法和 Y 导轨一样:先让 T 型螺母松松地吊着,放进滑槽后,再拧紧。

物料清单
组件规格数量
直线导轨MGN9H, 150 mm1
沉头螺栓M3×104
T 型螺母船形螺母 M34
3434
直线运动linear_33PhysiClaw.ai
linear_33_x exploded

检查两根轴都能自由移动

X 导轨现在已经装到 X 横梁上了。确认它的滑块能沿 X 导轨顺畅滑动,整根横梁也还能沿 Y 导轨自由移动。哪一处不顺畅,就校正那条导轨,再从中间往两边重新拧紧。

3535
直线运动linear_40PhysiClaw.ai
linear_40_idler_lj1 exploded
linear_40_idler_lj1 assembled

电机 B 的惰轮——位置较高

这个惰轮装在左连接件上,走电机 B 的同步带。9 mm 轴套把它垫得比其他惰轮高,让这条带留在上层平面。

物料清单
组件规格数量
惰轮GT2 20T,光面1
轴肩螺栓Ø5×20×M41
轴套5×10×91
垫片5×8×0.51
3636
直线运动linear_41PhysiClaw.ai
linear_41_idler_lj1 exploded
linear_41_idler_lj1 assembled

用对孔位

惰轮装在左连接件上面那个孔,注意别装错孔。

物料清单
组件规格数量
四方螺母M41
3737
直线运动linear_42PhysiClaw.ai
linear_42_idler_lj2 exploded
linear_42_idler_lj2 assembled

电机 A 的惰轮——位置较低

这里用带齿的惰轮,不是光面的。

它走电机 A 的同步带,不加轴套,走下层那条带的平面。

物料清单
组件规格数量
惰轮GT2 20T,带齿1
轴肩螺栓Ø5×10×M41
垫片5×8×0.51
3838
直线运动linear_43PhysiClaw.ai
linear_43_idler_lj2 exploded
linear_43_idler_lj2 assembled

装到正确的位置

拧紧前,确认惰轮已经落在连接件上正确的位置。

物料清单
组件规格数量
四方螺母M41
3939
直线运动linear_44PhysiClaw.ai
linear_44_idler_rj1 exploded
linear_44_idler_rj1 assembled

电机 A 的惰轮——位置较低

这个惰轮装在右连接件上面那个孔,走电机 A 的同步带。不加轴套,它落在下层那条带的平面上。

物料清单
组件规格数量
惰轮GT2 20T,光面1
轴肩螺栓Ø5×10×M41
垫片5×8×0.51
4040
直线运动linear_45PhysiClaw.ai
linear_45_idler_rj1 exploded
linear_45_idler_rj1 assembled

装到正确的位置

拧紧前,确认惰轮已经落在连接件上正确的位置。

物料清单
组件规格数量
四方螺母M41
4141
直线运动linear_46PhysiClaw.ai
linear_46_idler_rj2 exploded
linear_46_idler_rj2 assembled

电机 B 的惰轮——位置较高

这里用带齿的惰轮,不是光面的。

它走电机 B 的同步带,加了 9 mm 轴套,走上层那条带的平面。

物料清单
组件规格数量
惰轮GT2 20T,带齿1
轴肩螺栓Ø5×20×M41
轴套5×10×91
垫片5×8×0.51
4242
直线运动linear_47PhysiClaw.ai
linear_47_idler_rj2 exploded
linear_47_idler_rj2 assembled

检查全部四个惰轮

四个惰轮现在都装到 XY 连接件上了。再逐个确认每个惰轮都在正确的位置。

物料清单
组件规格数量
四方螺母M41
4343
PhysiClaw.ai
第 05 节

同步带

PhysiClaw 的 CoreXY 由 A、B 两条 GT2 同步带驱动,分走上下两层平面,互不交叉。两条带张力一致,运动才准确。

4444
同步带belt_10 · belt_11PhysiClaw.ai
belt_10_motor_a exploded
belt_11_clamp_show assembled

装电机 A 的同步带

电机 A 的同步带是一整根开口带,两端都夹在 X 滑座上。整条带要始终平整地落在同一平面,全程不能打绞。齿面咬住带齿的同步轮,光背贴着光面惰轮滑动。

夹具能自己锁住

把同步带每一端塞进夹具底部的槽,绕过立柱,再往回折叠压住自身,让齿对齿咬合。靠这层齿咬齿,不用任何紧固件就能固定住带。

滑动电机来张紧

电机 A 的两颗 M5 螺栓先别拧紧。把同步带两端都夹进夹具,再滑动电机张紧。

物料清单
组件规格数量
同步带GT2-6 mm,开口带1
4545
同步带belt_20PhysiClaw.ai
belt_20_clamp exploded
belt_20_clamp assembled

先夹好同步带,再装夹具

把夹具固定到 X 滑座之前,先确认电机 A 的同步带已卡进夹具底部的槽。

电机 B 的带长要一致

把电机 A 的同步带装进夹具之前,先照它的长度再剪一条作电机 B 的同步带。两条必须一样长。

物料清单
组件规格数量
同步带夹具SLS/MJF 3D 打印1
半圆头螺栓M3×84
4646
同步带belt_30 · belt_11PhysiClaw.ai
belt_30_motor_b exploded
belt_11_clamp_show assembled

装电机 B 的同步带

把电机 B 的同步带安装在上层惰轮平面上,不要与电机 A 的同步带交叉,两端同样夹到 X 滑座上,装法和电机 A 的同步带一致。

检查同步带

两条带都装好后,用手推动滑座,沿各个方向走完整个行程。推起来应当全程顺滑、阻力均匀。你感到的那点阻力,只应来自电机本身。一边推一边确认:没有卡滞、没有蹭碰、带不打绞、没有怪声,两条带也各自待在自己的平面上。

螺纹胶加固

若同步轮的紧定螺钉还没涂螺纹胶,趁现在同步带运行良好,把胶涂上。

4747
同步带belt_30PhysiClaw.ai
belt_30_motor_b assembled
75 Hz

同步带张力

对 CoreXY 运动系统来说,两条同步带张力一致非常关键。哪怕略有差别,运动也会偏斜。要微调某条带的张力,调整对应电机的位置即可。

拨一拨同步带

想快速检查,把 X 滑座推到电机一侧到底,用手指拨一拨图中指出的两条带。两条带手感和声音应当差不多。音高一致,张力就大致相等。

220 mm 处 75 Hz

想精确检查,把 X 滑座停在标记位置,用手机上的调音 app 分别测每条带。拨动带,把频率调到 75 Hz。两条读数一致,张力就对了。

4848
PhysiClaw.ai
第 06 节

触控机构

把电容触控笔尖装到推拉式电磁铁上,再一起装到 X 滑座上。

4949
触控机构tapz_10PhysiClaw.ai
tapz_10_solenoid_tip exploded
tapz_10_solenoid_tip assembled

装上触控笔尖

电磁铁出厂时底端拧着一颗螺母。拧下螺母,换上触控笔尖,拧到原来的位置。

电磁铁安装孔

两个 M3 孔,间距 15 mm。

物料清单
组件规格数量
推拉式电磁铁12 V,2×M3,孔距 15 mm1
触控笔尖导电布头 Ø7 mm1
5050
触控机构tapz_11PhysiClaw.ai
tapz_11_solenoid_attach exploded
tapz_11_solenoid_attach assembled

10 对孔,用来调高度

支架上有 10 对孔,相邻两对相隔 1 mm。现在先选一对装上,以后能以 1 mm 为一档把触控笔调高或调低。

电源线走线

按图所示,把电磁铁的正负极引线从支架侧面的方孔穿进去,再往上从顶部的方孔引出来。

电磁铁接地

把接地线的裸露铜线夹在电磁铁外壳和支架之间,拧上螺栓压紧,这样电磁铁就接好了地。再把接地线从下方另一个方孔穿出,与电源线汇合。

物料清单
组件规格数量
电磁铁支架SLS/MJF 3D 打印1
半圆头螺栓M3×62
5151
触控机构tapz_20PhysiClaw.ai
tapz_20_solenoid_mount exploded
tapz_20_solenoid_mount assembled

把电磁铁装到夹具上

六颗螺栓把电磁铁总成固定在夹具上。以后想调触控笔的高度,松开这几颗螺栓,换到另一对孔上重新装好就行。

物料清单
组件规格数量
半圆头螺栓M3×84
沉头螺栓M3×102
四方螺母M36
5252
PhysiClaw.ai
第 07 节

手机托架

两根横梁装在框架底面,托起 3D 打印的手机托架。手机屏幕朝上放进托架,左上角顶住托架内角,水平正对触控笔。

5353
手机托架phone_10PhysiClaw.ai
phone_10_extrusion exploded
phone_10_extrusion assembled

做两根

托架需要两根一模一样的横梁。

物料清单
组件规格数量
1020 铝型材230 mm,端孔 M52
半圆头螺栓M5×164
T 型螺母船形螺母 M54
5454
手机托架phone_20PhysiClaw.ai
phone_20_bed_tnut exploded
phone_20_bed_tnut assembled
物料清单
组件规格数量
手机托架SLS/MJF 3D 打印1
沉头螺栓M3×84
T 型螺母船形螺母 M34
5555
手机托架phone_30PhysiClaw.ai
phone_30_bed_extrusion assembled

把托架放到横梁上

把两根横梁平行摆好,开槽的一面朝上;让托架上吊着的 T 型螺母落进槽里,再拧紧。

5656
手机托架phone_40PhysiClaw.ai
phone_40_bed_frame assembled

安装手机托架

先把框架竖起来,立着干活要省事得多。再把每根横梁上的 T 型螺母滑进框架底面的型材槽里。

放手机

把手机放到托架上,左上角靠齐内角。让 X 滑座四处移动,确认触控笔尖能够到屏幕的每个位置。

调整电磁铁高度

调整电磁铁的安装高度,让笔尖恰好能稳定接触屏幕:装得太低,螺线管吸合不到位,电磁吸引力不够,压不住笔尖,笔尖被弹开,无法实现长按和划屏手势;装得太高,够不到屏幕或接触面太小。反复微调,直到笔尖和屏幕能稳定接触。

让屏幕保持水平

后置摄像头那块凸起会把一个角顶起来,手机就放不平。在偏低的那一边垫一片薄垫片或几张纸,直到屏幕水平、正对上方。还要确保点击时手机不会晃、不会移位。只要有一点歪或松,就可能点不准。

5757
PhysiClaw.ai
第 08 节

控制板

控制板固定在框架前方。电磁铁的导线与一根特氟龙管用螺旋缠绕带捆在一起,管子让线束变硬、能保持形状,避开电机和同步带。管子两端分别固定在框架上的支架和滑座上。

5858
控制板board_10PhysiClaw.ai
board_10_holder_tnut exploded
board_10_holder_tnut assembled

装上 T 型螺母

先别拧紧,下一步再拧。

物料清单
组件规格数量
控制板支架SLS/MJF 3D 打印1
沉头螺栓M5×122
T 型螺母船形螺母 M52
5959
控制板board_20PhysiClaw.ai
board_20_frame assembled
board_20_frame assembled

安装控制板支架

装在顶部型材的外侧面。

6060
控制板board_30PhysiClaw.ai
board_30_pcb exploded
board_30_pcb assembled

固定控制板

一共四组螺栓配螺母。下面两颗螺母被挡住,图里没画。

物料清单
组件规格数量
控制板MKS DLC32 V2.11
半圆头螺栓M3×104
四方螺母M34
6161
控制板board_31PhysiClaw.ai
board_31_tube_tnut exploded
board_31_tube_tnut assembled

装上 T 型螺母

两颗 M5 沉头螺栓拧进 T 型螺母,先别拧紧,下一步再拧。

物料清单
组件规格数量
导管支架SLS/MJF 3D 打印1
沉头螺栓M5×122
T 型螺母船形螺母 M52
6262
控制板board_32PhysiClaw.ai
board_32_tube_holder assembled
board_32_tube_holder assembled

安装导管支架

装在控制板旁边的顶部型材上。它的 4 mm 插孔固定特氟龙管的一端。

6363
控制板board_40PhysiClaw.ai
board_40_teflon assembled

大致长度

管子取大约 400 mm,从导管支架够到 X 滑座最远位置即可。

固定电磁铁引线

用捆扎带把电磁铁引线固定在导管支架上,确保电磁铁移动时不会带动控制板端子处的引线晃动。反复晃动会导致接触不良,电磁铁就无法点击屏幕。

PTFE 和 FEP

两种管子都能用:PTFE(乳白色)或 FEP(透明)。Ø4 管的硬度足以撑住线束的形状。

螺旋缠绕成束

用螺旋缠绕带把电磁铁导线沿特氟龙管捆成一束。导线不穿进管子里,管子只是让线束变硬、能保持形状,避开同步带和电机。

物料清单
组件规格数量
特氟龙管Ø4/2, 400 mm1
螺旋缠绕带Ø4,约 400 mm1
6464
PhysiClaw.ai
第 09 节

摄像头

摄像头固定在框架右侧,正对着手机屏幕。

6565
摄像头camera_10PhysiClaw.ai
camera_10_bracket exploded
camera_10_bracket assembled

1/4-20 英制,不是公制

装金属软管用的内六角螺栓和六角螺母是 1/4-20 规格,也就是英制三脚架螺纹(约 6.35 mm)。别用 M6 代替。

英制工具

圆柱头螺栓 1/4-20 对应 3/16" 内六角扳手;六角螺母 1/4-20 对应 7/16"(或公制 11mm)开口扳手。也可以直接用手头的尖嘴钳夹住拧紧,不必单独购买工具。

物料清单
组件规格数量
角码2ר6.5 mm1
半圆头螺栓M5×101
T 型螺母船形螺母 M51
圆柱头螺栓1/4-20×16(英制)1
六角螺母1/4-20(英制)1
6666
摄像头camera_20PhysiClaw.ai
camera_20_gooseneck exploded
camera_20_gooseneck assembled

拧上金属软管

把金属软管的内螺纹一端拧到螺柱上,紧贴住六角螺母。空着的外螺纹一端,下一步装摄像头。

物料清单
组件规格数量
金属软管Ø10×300, 1/4-20 M/F1
6767
摄像头camera_30PhysiClaw.ai
camera_30_mount exploded
camera_30_mount assembled

装上摄像头

把摄像头的 1/4-20 内螺纹接口拧上金属软管的外螺纹螺柱,拧到底面顶住螺柱台肩。摄像头现在挂在软管顶端。

物料清单
组件规格数量
摄像头4K 高清,自动对焦1
6868
摄像头camera_40PhysiClaw.ai
camera_40_frame assembled

用下面的型材槽

把角码装在右侧型材外侧面下方的型材槽上。

调摄像头的朝向

弯一弯金属软管,让摄像头正对手机屏幕,摄像头传感器长边对齐手机长边。

固定牢

确认摄像头已固定牢靠,不会移位,也不会晃动。

整理 USB 线

把摄像头的 USB 线沿着金属软管固定好,别让它碰到同步带。

6969
PhysiClaw.ai
第 10 节

接线

把控制板的步进驱动接口接到电机;电磁铁接到主轴(Spindle)接口,再接地。

7070
接线wire_10PhysiClaw.ai
wire_10_tmc2209 exploded
wire_10_tmc2209 assembled

先断电

板子通电时,切勿插拔驱动。

注意方向

压到位之前,先让每个驱动的引脚标识对准板上丝印。TMC2209 装反,一上电就可能烧坏。

经验法则

彩色引脚对彩色引脚,黑色引脚对黑色引脚。

散热片

TMC2209 驱动模块通常自带散热片,可贴在驱动芯片顶部。

物料清单
组件规格数量
电机驱动TMC22092
7171
接线wire_10PhysiClaw.ai
wire_10_tmc2209 assembled
camera_40_frame assembled
电机 B(X)
电机 A(Y1)
电磁铁(主轴)
电源(直流输入)
USB 串口
电机 A
电机 B

接线对应

控制板用标准 GRBL 轴输出,按下面这样重新映射:X 轴驱动器接电机 B,Y1 轴驱动器接电机 A,主轴(Spindle) 输出接电磁铁(代替主轴)。

无需分极性

主轴(Spindle) 输出(接电磁铁)不分极性,两根线接哪个端子都行。

电机接线端子

电机侧:6 针 PH2.0(2.0 mm 间距),其中 2 针空置,实际只用 4 针;控制板侧:4 针 XH2.54(2.54 mm 间距)。

物料清单
组件规格数量
电源适配器12 V 2 A1
电机配线XH2.542
数据线USB 串口1
7272
接线wire_splicePhysiClaw.ai
wire splice

接长引线

电磁铁原装引线够不到控制板,给 12V 和 GND 两根引线各接长一段导线。

原装引线不超过 50 mm

电磁铁原装引线剪到不超过 50 mm 再接长,这样接头就不在线缆弯曲最大的地方,防止接头反复弯折、疲劳断裂。

错开接头

每个接头先焊接,再套热缩管。把两个接头错开约 10 mm,别让它们并排挤在一起。

物料清单
组件规格数量
导线0.3 mm²1
7373
接线tapz_10PhysiClaw.ai
tapz_10_solenoid_tip assembled

给触控笔接地

触控笔装在电磁铁铁芯上,铁芯通过金属弹簧与外壳相连。把外壳接地,铁芯和笔尖就跟着接地。要找一个真正的接地参考,别用控制板的 GND。

为什么要这样

电容屏靠触摸物对地的电容耦合来感应。手指能点屏,是因为人体是一大块连着大地的导体;机械臂的笔对大地耦合太弱,点触屏幕引起屏幕电荷分布变化较小,手机对触摸的识别不稳定。把笔接到可靠的地,补上这层对地耦合,触摸信号就稳定许多。

怎么接地

把外壳接到电源的公共地。最简单的办法是找一台用三脚插座可靠接地的台式电脑,把线夹在机箱裸露的金属上。机箱经市电连到大地,能提供稳定的接地参考。

三根线

电磁铁引出三根线:正极(+)、负极(−)和接地线。用螺旋缠绕带把三根线和特氟龙管缠成一束,沿管子走到控制板支架处,再把正、负极接到控制板的主轴(Spindle) 端子,接地线接到电源的公共地。

警告

切勿把接地线插进墙壁插座。市电电压(220V/120V)足以致命:万一接到火线而不是地线,可能造成致命电击,瞬间烧毁手机和设备。只能接到确认可靠的接地点。

7474
PhysiClaw.ai
第 11 节

物料清单

这是整台机器的完整零件清单,动手组装前请备齐所有零件。

7575
物料清单11 — BOMPhysiClaw.ai
类别组件规格数量用途
框架欧标 2040 铝型材,黑色阳极氧化长度 345 mm,在 40 mm 宽面距两端 10 mm 各开沉孔,配 M6 内六角圆柱头螺栓2机身长边框
长度 190 mm,两端攻丝 M62机身短边框
欧标 1020 铝型材长度 185 mm1龙门架横梁
长度 230 mm,距两端 10 mm 开 M5 通孔2手机托架支撑
定制件3D 打印件选择性激光烧结(SLS)或 多射流熔融(MJF),PA12 尼龙(或同等材料),黑色11惰轮支座(4个)、XY 连接件(左)、XY 连接件(右)、同步带夹具、电磁铁支架、手机托架、控制板支架、导管支架
直线导轨MGN9H 导轨导轨长度 240 mm2Y 轴导轨
导轨长度 150 mm1X 轴导轨
MGN9H 滑块H 型加长滑块,4×M3,安装孔距 15 × 16 mm3每根导轨一个
运动组件同步轮GT2 20齿,孔径 5 mm,带宽 6 mm2电机驱动轮
惰轮GT2 20齿 光面,孔径 5 mm,带宽 6 mm10引导 CoreXY 同步带转向
GT2 20齿 带齿,孔径 5 mm,带宽 6 mm2引导 CoreXY 同步带转向
同步带GT2,带宽 6 mm,5 米/卷1CoreXY 同步带
7676
物料清单(续)11 — BOMPhysiClaw.ai
类别组件规格数量用途
电子元件控制板MKS DLC32 V2.1(含 USB 数据线)1主控制器
步进电机驱动TMC22092电机驱动模块
电源12 V 2 A 适配器,5.5×2.1 mm 桶形插头1整机供电
摄像头4K 高清 USB 电脑摄像头,自动对焦1俯拍手机屏幕
线缆电机配线XH2.54,4 针,200 mm2步进电机 → 控制板
导线0.3 mm² 多股软线,纯铜芯,2 米1电磁铁接地、延长引线
执行器步进电机42 步进电机,高度 38 或 40 mm2驱动电机
推拉式电磁铁12 V,0.8 A,行程 10 mm,推拉力 0.2–6 N,安装孔 2×M3,孔距 15 mm1驱动触控笔尖点按屏幕
五金件一字连接板40 × 18 × 4 mm(长×宽×厚),孔距 20 mm,M5 孔6机身、惰轮连接
电机支架60 × 42 × 3 mm(长×宽×厚)2电机安装支架
角码两孔垂直角码,长度 26 mm,折边 30 mm,2ר6.5 孔1摄像头臂支座
橡胶脚垫圆柱形,直径 20 mm,高度 22 mm,含机牙螺丝4机身脚垫
触控笔尖M3 内牙,导电布头 Ø7 mm,外径 Ø8.5 mm,高度 12.5 mm1点按手机屏幕
特氟龙管内径 2 mm,外径 4 mm,长度 1 米,PTFE 或 FEP 均可1给电磁铁走线做骨架,让走线保持形状
螺旋缠绕带Ø4 mm,约 0.5 米1把导线与管子捆成一束
金属软管360° 万向可调,1/4-20 公/母,长度 300 mm,外径 10 mm1摄像头臂
7777
物料清单(续)11 — BOMPhysiClaw.ai
类别组件规格数量用途
紧固件内六角半圆头螺栓M3×6(螺纹直径×螺纹长度)10电机、触控笔架
M3×88同步带夹具、触控笔架
M3×104控制板安装
M5×1015机身、惰轮、摄像头支架
M5×122惰轮支座连接板
M5×1610机身、手机托架、电机 A 安装支架
M5×202电机 B 安装支架
内六角沉头螺栓M3×8,长度为总长(含头部),非螺纹长度4手机托架
M3×1026龙门架、触控笔
M5×126龙门架、控制板、导管支架安装
内六角圆柱头螺栓M6×208机身连接
1/4-20×16,英制(约 6.35 mm),不可与 M6 螺栓互换1摄像头臂
内六角轴肩螺栓Ø5×10×M4(光杆直径×光杆长度×螺纹直径)4惰轮
Ø5×20×M46惰轮
7878
物料清单(续)11 — BOMPhysiClaw.ai
类别组件规格数量用途
紧固件T 型螺母船形螺母 M320龙门架、手机托架
船形螺母 M523机身、惰轮、手机托架、控制板支架、导管支架、摄像头支架
滑块螺母 M510机身、龙门架
四方螺母M3,5.5 mm 见方,厚 2.4 mm10触控笔座、控制板支架
M4,7 mm 见方,厚 3.2 mm10惰轮
M5,8 mm 见方,厚 4 mm2惰轮
六角螺母1/4-20,英制(约 6.35 mm),不可与 M6 螺母混用1摄像头臂
垫片内径 5 mm,外径 8 mm,厚度 0.5 mm12惰轮
轴套内径 5 mm,外径 10 mm,高度 9 mm4惰轮
内径 6 mm,外径 12 mm,高度 8 mm2电机 A 支架轴套
内径 6 mm,外径 12 mm,高度 12 mm2电机 B 支架轴套
工具六角扳手2、3、5 mm3M3、M5、M6 螺栓
其他润滑脂锂基润滑脂,NLGI 2 级1导轨润滑
螺纹胶乐泰 243 或同等品 — 中强度,蓝色1锁固同步轮紧定螺钉
热缩管Ø3 mm2导线连接处绝缘保护
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手册结束

接下来,告诉 PhysiClaw 你想让它做点什么。

“PhysiClaw 能像你一样操作手机:用摄像头看屏幕,用触控笔点按钮,你能做的,它都能做。”

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