专业版

LeTian-robot2（轮腿机器人）

7.2w

129

简介：基于ESP32S3的自适应轮腿机器人，足部选用4010无刷电机直驱，腿部选用舵机进行控制，主控板含有麦克风和功放模块，后期将实现开发ESP32离线语音控制。PCB绘制全部采用立创EDA专业版进行绘制。

开源协议

：

GPL 3.0

创建时间：2022-11-02 23:07:39更新时间：2024-08-05 10:14:52

描述

<h3> </h3> <h3><img src="//image.lceda.cn/pullimage/8I11ZmwmBoUxHfqfm31iCeVXagbhuOlryoZlJpcW.jpeg" alt="8I11ZmwmBoUxHfqfm31iCeVXagbhuOlryoZlJpcW.jpeg" width="1077" height="606" /></h3> <h3>1、项目来源</h3>    LeTian-robot2（轮腿机器人），项目灵感来源为Ascento机器人，设计的初衷是通过轮足机器人的制作，学习控制算法以及实现最终的跳跃功能。由于整个系统理论知识庞大，目前能力有限跳跃功能的理论设计、建模仿真、实物仿真暂时未能实现，预计明年6月前实现，目前实现的功能有自动关自平衡、身高调节、无线控制。由于ESP32S3支持离线语音识别，固下一步会将离线语音识别添加至此项目，离线语音开发仅支持ESP-IDF平台。   <h3>2、项目属性</h3>   结构设计参考与Ascento机器人，PCB、原理图、三维模型、BOM表等完全开源。   <h3>3、硬件部分</h3>    本次设计电路部分，全部由立创EDA专业版完成，绘图使用CAD、Solidworks。 （1）支持芯片：ESP32-S3-WROOM-1-N8 （2）引脚引出：两路舵机接口、两路无刷电机接口、两路IIC接口、四路SPI接口。 （3） 板载MPU6050  长宽设计为48*48mm 体积小巧 （4）使用DRV8313作为驱动芯片峰值电流2.5A,驱动电机只能采用云台电机（相电阻在10欧姆左右） （5）两路舵机接口，使用XH2.54 3P接口 （6） ESP32集成一键下载电路，使用CH340K串口芯片，使用typec接口与电脑进行通讯和下载程序 （7） ESP32预留IO 0按键和RST复位按键 （8）预留两路FPC 0.5mm 8P LCD接口，可以控制两个1.28寸圆形屏幕 （9） LM2596作为5V稳压元器件，为舵机进行供电 （10）电源输入可使用XT60输入,电源使用3S锂电池 <h3>4、硬件选型</h3> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ptpbBAiKAW3YzImhzjOYhA3q2dWX5E0p2IuGg7mZ.jpeg" alt="ptpbBAiKAW3YzImhzjOYhA3q2dWX5E0p2IuGg7mZ.jpeg" width="546" height="546" />                                                                        4010 motor   <img src="//image.lceda.cn/pullimage/guE7uL6eTJOxsARWhx2AOLHkREEZ5wOWdZfEK5S6.jpeg" alt="guE7uL6eTJOxsARWhx2AOLHkREEZ5wOWdZfEK5S6.jpeg" width="529" height="529" />                                                     车轮（直接与电机过盈配合）     <img src="//image.lceda.cn/pullimage/r9IpeQHw4jaHnReAAcvSlSSXeKeVoZmDgYee5dh3.jpeg" alt="r9IpeQHw4jaHnReAAcvSlSSXeKeVoZmDgYee5dh3.jpeg" width="553" height="553" />                                                                                                      舵机 <h3>5、PCB版本（PCB全部采用立创EDA专业版进行绘制）</h3>       <h3>V2.0  </h3> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/vPE4zSi6d6UTcLmyOw9ohEeM0xKyztJgPm6sEXhw.png" alt="vPE4zSi6d6UTcLmyOw9ohEeM0xKyztJgPm6sEXhw.png" width="470" height="472" />                                              正面          <img src="//image.lceda.cn/pullimage/tFVcYE3iPZkH4BNPNiahCunlS0vH5BiYcW5mFPIN.png" alt="tFVcYE3iPZkH4BNPNiahCunlS0vH5BiYcW5mFPIN.png" width="469" height="472" />                                                 反面 <h3> </h3> <h3><img src="//image.lceda.cn/pullimage/j2d2e1s8Bqj884IUKLmiCMjTX5l3FWT1kf6XcEvt.jpeg" alt="j2d2e1s8Bqj884IUKLmiCMjTX5l3FWT1kf6XcEvt.jpeg" width="496" height="372" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/xMIgwNIbcUdQ82oo9uuqK2mkWCCu0KS0HaGvivjl.jpeg" alt="xMIgwNIbcUdQ82oo9uuqK2mkWCCu0KS0HaGvivjl.jpeg" width="492" height="369" /></h3> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/7BRW66rhw9sXhATLdx6eXZcbmoxkgPqpGqbJEGg9.jpeg" alt="7BRW66rhw9sXhATLdx6eXZcbmoxkgPqpGqbJEGg9.jpeg" width="497" height="372" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/ayNp3HVM5Sy1TgPEBiCsYFHEroyb0prwtk2V4m7S.jpeg" alt="ayNp3HVM5Sy1TgPEBiCsYFHEroyb0prwtk2V4m7S.jpeg" width="495" height="371" />   <h3>V2.0PCB版本采用3层连接的方式，主控与电机驱动主控分开，电机驱动采用L6234D驱动，并且电机电源采用双路升压芯片进行分别供电，成本较高，不宜采用。</h3>   <h3>V3.0  （最终版）（很遗憾由于疫情，已经SMT的V3.0板子一直在菜鸟驿站躺着，短时间内还拿不到，暂时采用V2.0主控和电源层+4010电机单独驱动进行控制，由于左轮电机有问题，最终控制效果欠佳，等疫情好转后会更新最新3.0版本程序）</h3>   <img src="//image.lceda.cn/pullimage/fqueBkFxZFmEjqhTXAydsJG9gFiKJAgVho1vI0l7.png" alt="fqueBkFxZFmEjqhTXAydsJG9gFiKJAgVho1vI0l7.png" width="513" height="512" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/vXrdxdBNaqMx7ya291EKF0JKmyDb8JIlcVEFkZU4.png" alt="vXrdxdBNaqMx7ya291EKF0JKmyDb8JIlcVEFkZU4.png" width="512" height="513" />                         主控层（注意：请使用导线连接背部VCC）   <img src="//image.lceda.cn/pullimage/bQsKCvaDrNB51Tv7SLlAA9AiowT9YLpVa1bp19TO.png" alt="bQsKCvaDrNB51Tv7SLlAA9AiowT9YLpVa1bp19TO.png" width="500" height="509" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/js7SBwgAs1xrOobSesedTv8uQbrbCSM0uYx3CG78.png" alt="js7SBwgAs1xrOobSesedTv8uQbrbCSM0uYx3CG78.png" width="509" height="506" />                                    电源层（引出舵机和电机接口） <img src="//image.lceda.cn/pullimage/vYSYPKvlQNLP6SUahKu4LtHKjQqRuDUrTRTSu1Rn.png" alt="vYSYPKvlQNLP6SUahKu4LtHKjQqRuDUrTRTSu1Rn.png" width="509" height="509" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/dZCVBH3ObX0XwJ1nO9oFDdi2I7RK2sq9gDKEtbCW.png" alt="dZCVBH3ObX0XwJ1nO9oFDdi2I7RK2sq9gDKEtbCW.png" width="504" height="511" />                                 编码器（AS5600芯片） 4010 MOTOR单路simpleFOC控制板（预留串口0通讯） <img src="//image.lceda.cn/pullimage/oUutI6q6Ht52wCUVyd4Fk4e4O0eSEdoGswpMSkCf.jpeg" alt="oUutI6q6Ht52wCUVyd4Fk4e4O0eSEdoGswpMSkCf.jpeg" width="506" height="676" /><img src="//image.lceda.cn/pullimage/mLsV4QRGGwgs8bSVamLcfrsJT9wuveAqiviVXAGq.jpeg" alt="mLsV4QRGGwgs8bSVamLcfrsJT9wuveAqiviVXAGq.jpeg" width="507" height="676" />   <h3>6、软件实现</h3>     由于疫情原因无法拿到V3.0版本的PCB，暂时硬件版本采用的是V2.0版本的主控+电源层+4010电机驱动，故此版本电机驱动与主控代码分离分别在不同主控中运算实现。V3.0版本电机驱动全部集成由一个ESP32S3进行完成。等后续疫情好转，会进行3.0版本的代码调试。    代码开发平台：VScode platform      硬件结构 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/X6TvkLnYVwHted8ZjCcewibyVNX8MvbWzfdWuGk4.png" alt="" width="530" height="328" />    电机驱动采用SimpleFOC算法实现，电机运行在扭矩模式。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/jOshbJ2bw8DLGklrLbMsILkuG06NEizctE3LJrbk.png" alt="jOshbJ2bw8DLGklrLbMsILkuG06NEizctE3LJrbk.png" width="1055" height="86" /> 主控与电机驱动使用串口通讯，给定目标值并读取速度和角度值 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/EuqoO20CnClpa5Wa1Q6uMCfSmnyGSo8hEszD8VPc.png" alt="EuqoO20CnClpa5Wa1Q6uMCfSmnyGSo8hEszD8VPc.png" width="1055" height="69" /> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/TSDGeUe94x2hpnOf3SFwfy7RO5IDg7Xk1vmyUpnz.png" alt="TSDGeUe94x2hpnOf3SFwfy7RO5IDg7Xk1vmyUpnz.png" width="1056" height="74" /> 电机第一次初始化motor.initFOC();将函数中参数删除，等待电机上电后串口输出电机转向和偏差角度后填入，下次上电跳过电机自检。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/UkrAjwCm25UtheYhN0jhczHHqlmujhy00ulgOLRX.png" alt="UkrAjwCm25UtheYhN0jhczHHqlmujhy00ulgOLRX.png" /> 主控运行ESP32 RTOS，创建两个任务，串口控制电机和读取电机角度信息，同时可以采用Blinker APP使用蓝牙进行控制。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/LvR9k52Ob3LAazBHC5BKB5hAwgsJLxOcly7GKG1U.png" alt="LvR9k52Ob3LAazBHC5BKB5hAwgsJLxOcly7GKG1U.png" width="1073" height="116" /> 读取轮速信息，MPU6050信息，进行PID运算。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/o9LijyBbMHepphzPYQGmxLOVlpn1cKB6WsytMeat.png" alt="o9LijyBbMHepphzPYQGmxLOVlpn1cKB6WsytMeat.png" width="1073" height="445" /> 通过串口通讯给定电机力矩值，运行blinker进行蓝牙控制，同时更新；两侧舵机角度。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/W6Y2UEGxHG3vkdXgVV1jNWgv9TVxRxwaqy1J3jOU.png" alt="W6Y2UEGxHG3vkdXgVV1jNWgv9TVxRxwaqy1J3jOU.png" width="1072" height="267" /> PID参数调节 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/a5bdzuNqXDxPV8jR1AXHLan2EVMfAOFC0Qt4RbpA.png" alt="a5bdzuNqXDxPV8jR1AXHLan2EVMfAOFC0Qt4RbpA.png" width="1069" height="239" /> Blinker APP                                      <img src="//image.lceda.cn/pullimage/KghBKAqdxolvBGlNGOR8oLccsfq3bKtSK1ik8dPW.jpeg" alt="KghBKAqdxolvBGlNGOR8oLccsfq3bKtSK1ik8dPW.jpeg" width="484" height="856" /> 由于时间和疫情原因，后期会继续优化机械结构和算法，提升稳定性和抗干扰性，增加更多功能，目前已经实现自平衡和高度控制和倾斜角度控制，下一步将会实现复杂地形的平衡以及开发ESPIDF环境下代码的编写和调试。     参考链接：<a href="https://www.bilibili.com/video/BV15W4y1H7Kb/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=fa8c62cf1b1a4771b713149461b59df7" target="_blank" rel="noopener">https://www.bilibili.com/video/BV15W4y1H7Kb/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=fa8c62cf1b1a4771b713149461b59df7</a> <a href="https://www.bilibili.com/video/BV15L411b7mH/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=fa8c62cf1b1a4771b713149461b59df7" target="_blank" rel="noopener">https://www.bilibili.com/video/BV15L411b7mH/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=fa8c62cf1b1a4771b713149461b59df7</a> <a href="https://www.youtube.com/watch?v=f9GJqqUpL2w" target="_blank" rel="noopener">https://www.youtube.com/watch?v=f9GJqqUpL2w</a>   开源所有PCB、原理图、三维模型、BOM清单，还请大家点赞收藏转发，也可在评论区进行探讨。

设计图

未生成预览图，请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

序号	文件名称	下载次数
暂无数据

附件

序号	文件名称	下载次数
1	LeTian-robot2.rar	3479
2	BOM.rar	1649
3	Vs+platform.rar	5329
4	LeTian-robot2.mp4	3421
5	电路讲解.mp4	4803
6	代码讲解.mp4	4080
7	三维模型.mp4	4915
8	LeTian-robot2-stl.rar	2115