分享大神的毕业设计-履带四足复合机器人

作者：PCBguy

1.项目简介

本项目中，履足式复合机器人拥有两种行进模式：四足行进模式、履带行进模式，应对不同场景及地形时能够切换形态。四足形态下整体总共拥有8个自由度DOF，单腿各具备2个自由度DOF，足端结构融入了履带机构，各履带机构配备1个直流电机驱动。
该机器人主控板的MCU模组为ESP32-WROVER-E，能够实现针对总线舵机+PWM舵机+直流电机的控制，同时包括其他硬件资源：六轴加速度传感器、OLED屏幕接口、RGB灯珠、蜂鸣器等。
履带车形态在平坦或稍崎岖的地貌上能够保持较高的行进速度，降低了四足爬行的功率消耗；四足形态用于跨越障碍，灵活应对各类复杂地形环境，解决了履带结构应对高度落差较大地形难以翻越的痛点，即实现了仿生四足与履带式结构双优势结合的腿履协同。

初始草稿：

最初的构想来源——《使命召唤11：高级战争》中的“泰坦”重型坦克:

2.电控硬件功能

2.1 主控板：

2.1.1 电机驱动：

6路串行总线舵机接口：PH2.0-3P,74HC126D
4路直流电机驱动：TB6612FNG

2.1.2 指示器件：

1颗六轴加速度传感器：MPU6050
1块拨轮编码器：MITSUMI
1颗普普通通的微型无源蜂鸣器：DET402-G
1颗普普通通的发光LED：0603
1处 0.96寸4针OLED屏幕接口：HDR-1*4P-F
3颗普普通通的 RGB灯珠：WS2812B-2020

2.1.3 拓展接口：

2路拓展IIC接口：PH2.0-4P
1路WS2812B灯珠接口：HDR-M-2.54-3P

2.2 拓展板：

16路PWM舵机驱动：PCA9685

3.选型简述

3.1 电机选型：

串行总线舵机选型：型号：HTS-35H，额定电压：9.0~12.6V，串行通信波特率115200，额定扭矩：35kg.cm/3.5N.m。通信需要将UART全双工转半双工，根据幻尔舵机商家提供的通信协议手册和原理图，采用74HC126D实现；
PWM舵机选型【经济方案】：型号：MG996R，额定扭矩：13kg.cm/1.3N.m。常见的大舵机，配合拓展板应该也没什么问题，箭头处注意供电电压。（注意供电连接，主控板与拓展板可通过铜柱连接电源）
直流电机选型：型号：JGA25-370-1260，额定电压：12.0V，减速比：1:103，空载转速：60转/分钟。主控V1.0版本中，采用TB6612FNG驱动【考虑到价格问题，后续打算用RZ7899/DRV8833替代】；

3.2 其他选型：

六轴加速度传感器：MPU6050。通常选择，源代码中定义支持了采用DMP获取四元数后，再解算得Pitch、Roll角（yaw角太飘），而且QFN封装可能不太好焊。
芯片供电：3.3V与5V供电均采用LDO实现，即SCJT1117-3.3与SCJT1117-5.0。（由于压差较大，建议贴散热片）
电源选型：采用放电倍率35C的3S聚合物航模电机，但考虑到安全问题，经测试3节放电倍率10C的18650动力锂电池也能驱动

航模电池：（危险，但带劲）

18650动力锂电池：