用手触摸虚拟弹簧
斯坦福 CHARM Lab 的单自由度力反馈平台,通过3D打印结构、直流电机、磁阻传感器和钢丝传动,让手柄模拟虚拟墙、弹簧与阻尼。按2015年Hapkit 3.0原版BOM与装配图整理,关联IEEE Transactions on Haptics研究论文及外部搭建记录,保留旧版资料和采购缺口说明。
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IEEE Transactions on Haptics 2020
### 版本锁定与打印备料
本页为2015年Hapkit 3.0 capstan钢丝传动版。打印5个STL,各1件;单位mm。检查底座、扇形轮、手柄、张紧垫片及驱动轮。
**检查**:官网链接的打印技巧PDF标题为2014版,其中摩擦驱动与Height_Bar说明不应照搬到3.0;先核对3.0 STL与孔位。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
[原版高清装配PDF](https://hapkit.stanford.edu/files/HapkitAssemblyInstructions_v11_11_15.pdf)

### 固定电机
将电机轴穿过底座孔,使用2枚4-40×3/8英寸短螺丝及2个垫圈固定电机;先两侧带上牙,再均匀拧紧。
**检查**:不可使用3/4或1/2英寸长螺丝代替,过长可能顶住电机内部。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 驱动轮、胶管与磁铁
把驱动轮插入切好的氯丁胶管,必要时少量胶固定。按照片把Alnico圆柱磁铁粘入端部;少量胶涂电机轴后套入驱动轮,等待固化。
**检查**:磁铁圆柱轴线应与电机转轴垂直;防止胶进入轴承或电机。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 扇形轮轴承和肩螺钉
将手柄压入扇形轮;法兰轴承压到底并贴合表面。插入肩螺钉,套上轴环,用3/32英寸内六角锁在光滑肩部。
**检查**:握住螺纹段时扇形轮应能绕轴承自由摆动;轴环不要锁在螺纹上。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 把扇形轮装到底座
用1/8英寸内六角把肩螺钉垂直旋入底座定位孔;边旋入边形成塑料螺纹,固定到位。
**检查**:不要歪斜攻入;原说明提及背面小塑料十字会被顶开,操作前核对同版结构。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 钢丝绳端环与张紧端
钢丝一端穿压接套形成小环并压紧。另一端按图穿扇形轮右下孔;3/4英寸4-40螺丝从背面穿长槽及端环,装张紧垫片和4-40螺母。
**检查**:轻拉检查压接不滑移,毛刺不得朝向手指。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 逆时针绕3圈并固定另一端
将钢丝沿扇形轮引向驱动轮,按原图视角逆时针绕3圈;穿过另一端小孔,用1/2英寸4-40螺丝和螺母固定。
**检查**:方向必须与原图一致;3圈不得互相交叉。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 调整钢丝张力
移动长槽内张紧垫片,使钢丝张紧;慢慢转动扇形轮,调整3圈的位置,再复核张力。
**检查**:全行程顺畅、无交叉和松脱;不靠过度张紧掩盖偏心或孔位误差。
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### 安装四个吸盘脚
把4个吸盘螺杆穿过底座孔,用4个8-32螺母固定。
**检查**:原文11/32英寸指螺母对边宽,不是螺纹直径;确认与8-32吸盘匹配。
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### 焊接磁阻传感器
按照板上的外形标记放置KMA210,文字面朝外。先抬起90度插入引脚,再一次性折回平贴板面,焊接3个引脚。
**检查**:不要反复弯折造成引脚疲劳;断电检查焊点、桥连和方向。
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### 控制板固定与电机接线
控制板卡入底座夹具。把一根鳄鱼夹线剪半剥线,两根裸线接右侧端子;M+对应电机红点侧端子。
**检查**:断电操作,轻拉确认端子夹紧;线缆不能卷入传动轮。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### USB初检与12V供电
扶住板卡轻插Micro-USB,接电脑观察绿色指示灯。确认程序处于零输出后,才准备接12V中心正电源。
**检查**:不要生拉USB接口;首次程序和位置传感检查阶段保持电机外部电源断开,防止意外力输出。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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### 程序、标定与触觉验收
从官网保存Arduino示例,先核对PWM 5、方向8、MR A2及所用控制板。先检查串口读数随手柄连续变化,再核对几何半径、位置转换和电机常数。逐一测试虚拟墙、弹簧、阻尼或纹理。
**检查**:官网示例头注明2013且包含可选FSR,不能宣称已为3.0开箱标定;本BOM无FSR时按官网说明忽略对应代码。先低输出试验,异常振荡/发热立即断电;保存测量和版本记录。
图源:Stanford University,Hapkit 3.0 装配说明(2015-11-11)。按项目CC BY-SA 3.0署名转载,中文为整理与检查提示。
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