2026-02-22

Hexapod 项目分析报告

1. 项目概述

Hexapod-v2-7697是一个基于Linkit 7697开发板(本次复刻采用树莓派zero2w开发板代替)的六足机器人项目，提供了完整的机械设计、电子电路和软件代码，允许用户通过手机（iOS或Android）通过蓝牙低功耗（BLE）远程控制机器人的运动。

1.1 项目特点

无线控制：通过Linkit 7697的BLE功能实现手机远程控制
多自由度：6条腿，每条腿3个关节，共18个舵机（TowerPro MG92B）
模块化设计：机械、电子和软件部分分离，便于维护和扩展
开源共享：所有设计文件和代码均在GPL许可证下开源

1.2 技术架构

模块	主要组件	功能
机械结构	3D打印PLA部件	机器人身体和腿部结构
电子控制	Linkit 7697、PCA9685×2	主控制器和舵机控制
电源系统	2S Lipo电池、mini360 DC-DC×7	提供5V和6V电源
软件系统	Arduino程序、Python路径工具	控制逻辑和路径生成

2. 机械部分分析

2.1 结构设计

身体结构：模块化设计，分为底部、顶部、前后壁和侧墙
腿部结构：每条腿由大腿、小腿和脚部组成，通过关节连接
材料：PLA塑料，使用Prusa i3 MK2S 3D打印机打印

2.2 关键部件

腿部组件：thigh_top.stl、thigh_bottom.stl、leg_top.stl、leg_bottom.stl、foot_top.stl、foot_bottom.stl等
关节组件：joint_top.stl、joint_bottom.stl、joint_cross.stl
身体组件：body_top.stl、body_bottom.stl、body_side_wall.stl等

2.3 组装要求

需要6条完全相同的腿
关节处需要M2螺丝和螺母连接
舵机需要精确安装以确保运动范围

3. 电子部分分析

3.1 电路设计

主PCB：包含Linkit 7697和一个PCA9685舵机控制器
子PCB：两个子PCB，每个包含一个PCA9685和相关电路
电源系统：7个mini360 DC-DC转换器，1个提供5V给Linkit 7697，6个提供6V给每条腿的舵机

3.2 关键组件

Linkit 7697：主控制器，提供BLE通信功能
PCA9685：16通道PWM控制器，用于控制舵机
mini360 DC-DC：降压模块，将7.4V转换为5V和6V
电阻电容：用于电路保护和滤波

3.3 连接方式

舵机通过3针接头连接到子PCB
主PCB和子PCB通过I2C总线通信
电源通过2针接头连接到电池

4. 软件部分分析

4.1 软件架构

hexapod7697：Arduino程序，运行在Linkit 7697上
- normal_mode：正常控制模式
- setting_mode：校准模式
- hexapod：核心控制类
- hal：硬件抽象层
pathTool：Python工具，用于生成运动路径

4.2 核心功能

运动控制：前向、后向、左转、右转、旋转等
校准功能：调整舵机的零位和缩放比例
BLE通信：与手机应用程序通信

4.3 技术特点

使用C++11和STL库
面向对象设计
硬件抽象层，便于移植

5. 系统集成分析

5.1 机械与电子集成

舵机通过螺丝固定在3D打印部件上
PCB安装在机器人身体内部
电线通过身体内部的通道连接

5.2 软件与硬件集成

Arduino程序通过I2C控制PCA9685
PCA9685生成PWM信号控制舵机
Linkit 7697通过BLE接收手机命令

5.3 控制系统工作流程

手机发送控制命令通过BLE
Linkit 7697接收命令并解析
计算每个舵机的目标角度
通过PCA9685控制舵机运动
机器人执行相应的运动

Hexapod 项目复刻指南

1. 项目概述

Hexapod-v2-7697是一个基于Linkit 7697开发板(本次复刻采用树莓派zero2w开发板代替)的六足机器人项目，通过手机蓝牙远程控制。本指南将详细介绍如何复刻这个项目，包括机械制作、电子组装和软件开发。

2. 所需材料

2.1 机械部分

PLA filament（推荐白色或黑色）
M2螺丝（6mm、10mm、30mm）
M2螺母
M4销钉（6mm）

2.2 电子部分

Linkit 7697开发板 × 1
PCA9685芯片（TSSOP28封装） × 2
mini360 DC-DC转换器 × 7
2S Lipo电池（7.4V）
电阻：220Ω (0805) × 18、10KΩ (0805) × 12、470Ω (0805) × 1
电容：10μF (0805) × 2
LED（0805封装） × 1
各种排针和排母
舵机 TowerPro MG92B × 18

2.3 工具

3D打印机（或者使用嘉立创3D打印服务）
立创EDA-PCB
电烙铁（带SMD焊接头）
万用表
螺丝刀套装
剥线钳
热缩管

3. 机械部分制作

3.1 3D打印

准备3D模型
- 所有STL文件位于 mechanism/ 目录下
- 推荐使用PrusaSlicer或Cura进行切片
打印参数设置
- 层厚：0.2mm
- 填充率：20-30%
- 支撑：需要支撑（特别是腿部和关节部件）
- 温度：PLA推荐210℃（喷嘴）/60℃（热床）
打印部件列表
- 身体部分：body_top.stl、body_bottom.stl、body_side_wall.stl、body_back_wall.stl、body_center.stl
- 腿部部分（每条腿6个部件，共6条腿）：thigh_top.stl、thigh_bottom.stl、leg_top.stl、leg_bottom.stl、foot_top.stl、foot_bottom.stl
- 关节部分（每条腿3个部件，共6条腿）：joint_top.stl、joint_bottom.stl、joint_cross.stl
- 其他：battery_lock.stl、tools_mount.stl

3.2 部件组装

腿部组装
- 参考 mechanism/LEG.md 和组装视频
- 每条腿需要：
  - 2个大腿部件（thigh_top + thigh_bottom）
  - 2个小腿部件（leg_top + leg_bottom）
  - 2个脚部部件（foot_top + foot_bottom）
  - 3个关节部件
  - 舵机 × 3
  - M2螺丝和螺母若干
身体组装
- 将打印好的身体部件用螺丝连接
- 安装电池锁
- 为PCB和舵机预留安装位置
腿部与身体连接
- 将6条腿安装到身体底部
- 确保腿部均匀分布，前后左右对称

4. 电子部分制作

4.1 PCB制作

准备PCB文件
- 主PCB：electronics/main.sch 和 electronics/main.brd
- 子PCB：electronics/sub.sch 和 electronics/sub.brd
- 使用Eagle 7.7软件打开和编辑
生成Gerber文件
- 参考PCB制造商的指南生成Gerber文件
- 推荐使用Seeed Studio、JLCPCB等PCB制造服务
PCB制造注意事项
- 主PCB × 1
- 子PCB × 2（注意：左右两个子PCB的SJ1设置不同，右PCB的SJ1保持开放，左PCB的SJ1需要闭合）

4.2 组件焊接

焊接顺序
- 先焊接小元件（电阻、电容、LED）
- 然后焊接IC（PCA9685）
- 最后焊接排针和排母
SMD焊接技巧
- 使用合适的烙铁头（细尖）
- 焊接TSSOP28封装的PCA9685时要特别小心
- 焊接后检查是否有短路

4.3 电路连接

主PCB与子PCB连接
- 使用I2C总线连接主PCB和两个子PCB
- 确保电源和地线正确连接
舵机连接
- 每条腿的3个舵机连接到相应的子PCB
- 注意舵机的信号线、电源线和地线连接正确
电源连接
- 2S Lipo电池连接到主PCB
- mini360 DC-DC转换器调整到正确的电压（5V和6V）

5. 软件部分设置

5.1 环境搭建

Arduino IDE安装
- 下载并安装Arduino IDE
- 添加Linkit 7697开发板支持
Python环境设置
- 安装Python 3.x
- 安装numpy：pip3 install numpy

5.2 代码编译和上传

打开项目
- 在Arduino IDE中打开 software/hexapod7697/hexapod7697.ino
配置开发板
- 选择开发板：Linkit 7697
- 选择正确的端口
编译和上传
- 编译代码，确保没有错误
- 上传代码到Linkit 7697

5.3 路径生成

运行pathTool
- 进入 software/pathTool/ 目录
- 运行 python3 main.py
- 生成的路径文件将用于机器人运动

6. 系统调试和测试

6.1 舵机校准

进入设置模式
- 启动机器人时，快速按下用户按钮
- 机器人将进入校准模式
使用LRemote App
- 下载并安装LRemote App（iOS或Android）
- 连接到机器人的BLE设备
- 在设置界面调整每个舵机的零位和缩放比例
保存校准数据
- 调整完成后，保存校准数据到Flash