DevClaw Robot 是一套全开源桌面级 6 自由度机械臂平台，基于 STM32 搭建七层分层控制算法栈，集成动力学求解、阻抗柔顺力控、轨迹示教复现、碰撞安全监测等完整功能，支持 CAN/USB 串口通信与飞书 Bot 远程云端控制，硬件图纸、嵌入式固件、上位机程序、三维模型全部开源，适用于机器人算法学习与嵌入式控制原型开发。

一、项目基础信息

1. 项目定位

• 全称：DevClaw Robot — A Feature-Rich 6-DOF Robotic Arm Platform

• 定位：低成本 STM32 主控桌面六轴机械臂，完整覆盖动力学、轨迹规划、力控、远程交互全链路

• 衍生声明：基于 Dummy Robot 开源项目二次开发，拓展 7 大算法模块、43 套标准控制指令

• 开源内容：机械 3D 模型、PCB 原理图、STM32 固件、PC 上位机、飞书机器人对接程序全开放

2. 硬件核心规格

• 主控：STM32H7 系列（16bit 实时运算，分层控制栈）

• 驱动：6 轴步进驱动 + 20kHz 磁编码器闭环，CAN 总线分布式驱动

• 机械结构：6 自由度串联机械臂，配套便携收纳机箱

• 通信接口：USB / UART / CAN，支持飞书 Bot 云端远程控制

• 安全标准：遵循 ISO 10218 / TS 15066 工业机器人安全规范

二、七大分层算法模块（7 Phases）

项目将机器人控制拆分为 7 套递进式算法体系，覆盖从底层动力学到上层交互：

1. Phase1 核心动力学优化

   递归牛顿 - 欧拉动力学、重力补偿、20kHz 扩展卡尔曼关节状态估计、摩擦力在线辨识、力矩反馈控制

2. Phase2 鲁棒辨识与参数识别

   惯性 / 阻抗参数辨识、外部力扭矩观测、动态运动基元（DMP）轨迹学习

3. Phase3 轨迹规划

   七段 S 曲线速度轮廓、笛卡尔直线插补、最小 Jerk 平滑轨迹、自然三次样条、阻尼最小二雅克比求解

4. Phase4 模型基力控与力感知

   阻抗控制、零力拖拽示教、碰撞检测、单关节力矩监控、笛卡尔空间标定

5. Phase5 示教复现与轨迹优化

   DMP 示教回放、混合位置 / 力矩并行控制、最小峰值轨迹执行器优化

6. Phase6 安全、状态机与遥测

   12 状态安全有限状态机、碰撞停机保护、预测式关节温度监控、实时数据遥测上报

7. Phase7 标定与工作空间分析

   DH 参数标定、重复定位精度分析、工作空间边界采样、力矩零漂校准

三、43 套标准通信指令

全部指令可通过串口 / CAN / 飞书 Bot 下发，按 7 个算法阶段分组，同时兼容 Fibre RPC 接口：

• P1 运动控制：轨迹启停、动力学开关、雅克比求解

• P2 参数辨识：惯性识别、自标定、参数保存

• P3 交互力控：阻抗模式、刚度设置、碰撞复位

• P4 模型观测：力矩观测、力频配置

• P5 示教回放：轨迹录制、回放执行

• P6 安全遥测：碰撞自检、限速配置、实时状态上传

• P7 标定分析：空间采样、DH 校准、力矩采样

四、多控制模式与状态机

内置 8 种工作模式，由统一状态机调度：

状态流转：上电初始化 → 空闲 → 各运动模式切换 → 急停锁止（需手动复位）

五、特色功能亮点

1. 飞书机器人远程控制

   内置 Python 桥接服务，飞书消息前缀/claw可直接下发机器人指令，支持云端远程调试、轨迹下发、状态回传。

2. 全链路安全防护

   多维度碰撞检测、关节过热预测、急停锁止机制，对标工业机器人安全标准。

3. 全栈开源无闭源模块

   从机械结构、硬件电路、底层固件到上位机、云端对接代码全部开源，适合高校教学、机器人算法研究。

4. 轻量化嵌入式实时计算

   在低成本 STM32 单片机上完整实现复杂动力学、卡尔曼滤波、DMP 轨迹学习，无需上位机实时运算。

5. 完整标定工具链

   内置 DH 标定、力矩零漂校准、工作空间自动采样工具，开箱即可完成机械臂精度校准。

六、适用人群

• 机器人专业学生：学习动力学、轨迹规划、力控理论的实物实验平台

• 嵌入式开发者：STM32 高性能实时控制、CAN 分布式驱动开发参考

• 机器人 DIY 爱好者：低成本复刻 6 轴柔顺机械臂

• 算法研究者：可快速迭代轨迹、力控、示教复现算法原型

七、License

MIT License

八、项目地址

https://github.com/sjkncs/DevClaw-Robot