【全开源】ATom-Bot 桌面机器人

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UP有点懒，待完善稍等片刻...

项目简介

本项目是一个桌面级交互小机器人，外观设计的灵感来源是 Anki 公司的 Cozmo 机器人，具备3个自由度（手臂2个、头部一个），使用自己修改的特制舵机支持关节角度回传。通过ESP32的语音唤醒+识别可以进行人机交互。
整个项目分为以下几个部分：机器人底盘+机器人头部+交互魔方。

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项目功能

大体分为以下几个主要功能：

• 手机遥控RC；
• 局域网图传；
• 语音交互；
• 魔方与机器人交互

项目参数

机器人主要由 头部+底盘 两个部分组成：

• 头部使用 ESP32-S3 主控担任 “大脑” 进行UI交互、网络通讯、轻量化AI处理；
• 底盘采用 STM32F103 主控担任 “小脑” 进行运动控制；
• 魔方采用 ESP32-S3 主控；

原理解析（硬件说明）

机器人主体总共6块PCB，包括了：底盘+舵机控制板x3、头部底板+头部LCD拓展板

底盘设计

机器人的底盘需要满足以下基础功能：

• 支持1路串口 MSH 交互（用过rtthread的同学知道有多香）
• 与头部开发板进行通讯（串口）
• 支持串口 OTA 升级固件
• 支持激光测距，实时检测掉落
• 控制两个 I2C 总线舵机
• 可通过幻彩灯带 WS2812 显示状态
• ADC 电压采集测量
• 控制两个电机+采集编码器计数
• 可以检测机器人的状态（拿起、被摇晃等）

因此诞生了以下几点硬件需求：

• 至少2路串口
• 至少2路 I2C 总线
• SPI/PWM驱动 WS2812
• 1路 ADC
• 2路硬件编码器接口
• 4路 PWM 输出

因此，底盘采用的主控是 STM32F103RCT6
原因很简单：
1、价格可以接受；
2、ST的芯片成熟度较高（主要是软件）；
3、资源符合本项目需求，没有太多资源冗余；

头部设计

机器人的头部需要满足以下基础功能：

• 支持1路串口 MSH 交互
• 与底盘进行通讯（串口）
• 驱动一路 I2C 总线舵机
• 算力不能太弱（需部署语音识别等算法）
• 支持无线协议（遥控、图传）
• 支持摄像头 DCMI 接口
• 可以流畅显示 UI 动画
• 可以播放音频（I2S/DAC）

因此诞生了以下几点硬件需求：

• 至少2路串口
• 至少2路 I2C 总线
• 需要自带无线射频功能
• 需要支持 DCMI/MIPI-CSI 接口
• 需要支持高速率 SPI/RGB/MIPI-DSI 接口
• 需要支持 I2S /高分辨率 DAC 接口

因此，底盘采用的主控是 ESP32-S3
原因很简单：
1、价格合理；
2、乐鑫的软件成熟度较高（ESP-IDF）；
3、算力较强，有较为完善的AI端侧算法支持；
4、自带 Wi-Fi 协议栈，带宽符合应用需求；
5、支持 DCMI 接口用于图传；

控制板设计

机器人的手臂、头部控制板需要满足以下基础功能：

• 作为 I2C 从机使用，主机采用 I2C 控制从机的舵机运动
• 控制舵机中的电机运动
• 需要支持力反馈
• 需要可以精准控制舵机运动

因此诞生了以下几点硬件需求：

• 支持硬件 I2C 从机协议
• 支持至少2路 PWM
• 支持 ADC 采样

因此，底盘采用的主控是 STM32F030F6
原因很简单：
1、价格合理，资源够用；
2、ST的芯片成熟度较高（主要是软件）；
3、资源符合本项目需求，没有太多资源冗余；

物料准备说明

物料准备说明文档（PCB、SMT+面板打印+3D外壳下单）：
https://docs.qq.com/doc/DY0lzSENnbE1SdGRn

软件代码

• 官方组织 ATom-Robot：https://github.com/ATom-Robot
• Android SDK源码：https://github.com/ATom-Robot/Android
• 机器人固件源码+3D文件：https://github.com/ATom-Robot/ATom-Bot

软件使用说明

机器人底盘说明

• 底盘在线说明文档：https://docs.qq.com/doc/DY0NOTWp4Wk1rdlRy

机器人头部说明

• 头部在线说明文档：https://docs.qq.com/doc/DY05KSXNtQ2pnWlF3

组装流程

实物图

PCB 部分均已验证完成

机器人头部PCB预览：


机器人底板PCB预览：

机器人手臂舵机PCB预览：

机器人魔方PCB预览：

结尾想说的

注意：此项目仅可个人使用，禁止商业用途

最后，因为本项目是全开源的，如果大家对 ATom-Bot 项目感兴趣的话，欢迎贡献自己的PR！

下面是官方技术交流群: