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

1. 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

2. 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）

3. 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

1. 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

2. 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

3. 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

1. 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

2. 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

3. 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

1. 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

2. 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

1. 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

2. 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

3. 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

1. Arduino IDE安装

   • 下载并安装Arduino IDE
   • 添加Linkit 7697开发板支持

2. 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

1. 打开项目

   • 在Arduino IDE中打开 software/hexapod7697/hexapod7697.ino

2. 配置开发板

   • 选择开发板：Linkit 7697
   • 选择正确的端口

3. 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

1. 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

1. 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

2. 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

3. 保存校准数据

   • 调整完成后，保存校准数据到Flash

6.2 运动测试

1. 进入正常模式

   • 重新启动机器人，不按用户按钮
   • 机器人将进入正常模式

2. 测试基本运动

   • 使用LRemote App控制机器人前进、后退、左转、右转
   • 测试旋转和其他复杂运动

3. 调整参数

   • 根据需要调整运动速度和幅度
   • 确保所有腿部运动协调一致

7. 常见问题和解决方案

7.1 机械问题

• 腿部运动不顺畅：检查关节处的螺丝是否过紧，调整松紧度
• 部件损坏：重新打印损坏的部件，确保打印质量

7.2 电子问题

• 舵机不响应：检查电源连接和信号线连接，确保电压正确
• BLE连接不稳定：检查Linkit 7697的天线连接，确保电源稳定

7.3 软件问题

• 编译错误：确保使用C++11兼容的编译器，检查库依赖
• 运动异常：重新校准舵机，检查路径生成参数

8. 资源链接

• 项目GitHub仓库：https://github.com/smallptsai/hexapod-v2-7697
• Linkit 7697文档：https://labs.mediatek.com/zh-tw/platform/linkit-7697
• PCA9685数据手册：https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/PCA9685.pdf
• 演示视频(科学上网)：https://youtu.be/NJ7DdDEcq3U