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XGO-lite 机器人套装V2-CM4版

简介​

XGO-lite V2 是一款具有 15 自由度桌面级 Al 机器狗，背部搭载机械臂和末端夹爪，内置树莓派 CM4 模组实现 AI 边缘计算应用，采用 2.3KG.CM 总线串口舵机作为关节，可实现全向移动、六维姿态控制、姿态稳定、多种运动步态和夹持任务，内部搭载 IMU、关节位置传感器和电流传感器反馈自身姿态和关节转角与力矩，用于内部算法和二次开发。支持 Blockly 图形化编程，Python 编程和 ROS 编程。

功能描述​

1、可实现 AI 边缘计算图形化编程，例如人脸检测，物体分类，语音识别等常用程序。

2、可实现全向移动，六维姿态控制，多种运动步态及运动叠加，内置陀螺仪，可保持身体自平衡。

3、产品配套跨平台图形化和 Python 编程云平台，有相关配套课程。

4、伺服舵机具有关节角度回读功能，允许它记住每个动作的关节位置并执行你设计的动作组，可用于示教编程。

产品特性​

  • IMU 姿势自稳--通过 IMU 获得的姿态数据，采用闭环控制的方式，无论平面如何晃动，机器狗都保持稳定。

  • 整机六自由度姿态控制--足尖不动的情况下，实现身体六个自由度的运动控制。

  • IMU 姿势柔顺--通过 IMU 获得的姿态数据，闭环控制实现机器狗可以实适应外力，调整到手掰动的目标姿态，实现示教功能。

  • 用户通讯与二次编程接口--开放底层串口协议，用于二次开发和验证。

  • 运动步态规划--机器狗低中高三种姿势匹配三种速度，采用不同的步态策略和规划算法

  • 运动学与动力学仿真接口--在 ros 环境下，在 rviz 和 gazebo 平台上进行运动学与动力学仿真。

  • 全向运动控制--由于具有 15 个主动关节，通过运动学解耦实现机器狗前进平移转动全向运动，并支持多个方向的运动叠加。

  • 人工智能--机器视觉，人脸识别，语音识别，模型训练等 AI 功能。

机械结构​

XGO-lite V2 的主体结构是由铝合金结构件，小腿和总线舵机组成，头部的 AI 模组和驱动板由 4pin 信号线连接，内置 2 节 18650 锂电池

  • 机器狗前盖，机器狗后盖和机器狗底盖作为机器狗机架，用于联接各部件。前后腿分别通过四颗螺钉固定在机器狗底盖前后侧；核心驱动板通过四颗螺钉固定在机器狗底盖中间。

  • 每条腿上各搭载三个舵机作为肘、肩、髋关节。机械上，三个关节舵机使用铝合金结构件进行固定联接。电气上，肘关节舵机和肩关节舵机，肩关节舵机和髋关节舵机，髋关节舵机和核心驱动板之间各使用一条舵机线连接，使得核心驱动板能够驱动并控制所有的关节舵机。

  • AI 模组固定在机器狗前盖上，并通过AI模组串口连接线与核心驱动板进行连接。

  • 开关通过螺母固定在机器狗后盖上，并与核心驱动板进行连接。开关为自锁类型，即按下后不回弹且机器狗处于持续通电状态；再次按下后机器狗断电并在3~4秒后趴下关机。

  • 18650 2S电池通过魔术贴粘在驱动板上，充电孔固定在底板。

XGO-CM4 模组​

AI 模组采用树莓派 CM4 技术方案，配有 2.0 寸 IPS 彩色显示屏幕和 4 个可编程按键，500 万像素摄像头,数字麦克风及腔体扬声器，是一款拥有人机交互能力的 AI 终端，可以实现图像识别，人脸检测，语音识别等功能，帮助学生学习 AI 知识。

XGO-Lite V2 驱动板​

选用 ESP32-WROVER 模组，ESP32-WROVER 系列模组基于 ESP32-D0WD 双核芯片设计，并且拥有足够的接口与外设通讯，使用串口与串口舵机通信，IIC 接口读取陀螺仪 MPU6050数据，系统使用两节18650锂电池供电。

选用 ESP32-WROVER 模组，ESP32-WROVER 模组是一款高性能、低功耗的 Wi-Fi + 蓝牙/蓝牙 LE 双模组组件，基于 Espressif Systems 的 ESP32 系列芯片而制。在 XGO-lite V2 的驱动板中，它起到了非常关键的作用。下面是一段关于 ESP32-WROVER 模组的详细介绍。

主要特性：

  • 集成双核心处理器：ESP32-WROVER 模组集成了一个高性能双核 Tensilica LX6 微处理器，工作频率可达 240 MHz，为 XGO-lite V2 提供强大的计算能力，满足了实时运动学逆解算的算力需求。
  • 无线通信：支持 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝牙（包括经典蓝牙和蓝牙低功耗 BLE）双模通信，使得机器狗可以轻松实现远程操控和数据传输。
  • 大容量内存：最高可达 4MB SPI Flash 和 8MB PSRAM，为复杂数字处理任务提供充足的内存空间。
  • 低功耗模式：支持多种低功耗模式，有利于延长机器狗的使用寿命和降低能源消耗。
  • 强大的 I/O 接口：包含多达 34 个可编程 GPIO 引脚，可支持各种传感器、执行器和通信接口，方便进行功能扩展。
  • 安全性：内置硬件加密引擎，支持 AES、SHA-2、RSA、Elliptic Curve Cryptography (ECC) 等加密算法，确保数据安全。

得益于 ESP32-WROVER 模组的高性能、低功耗和丰富的功能特性，它广泛应用于各类物联网（IoT）项目中，如智能家居、可穿戴设备、无线传感器网络、远程控制等领域。在 XGO-lite V2 中，ESP32-WROVER 模组实现了设备的核心控制、数据处理和通信功能，为用户打造出一款智能、灵活且可拓展的机器狗产品。

XGO-Lite V2 关节​

XGO-lite2 机器狗选用了一款高品质的6V 2.3KG 塑料壳金属齿300度双轴 TTL 串口舵机作为其关键部件之一。该舵机采用了塑胶外壳、金属齿轮箱、铁芯电机、TTL 控制板和高品质电位器，输出头采用25T型。它具有堵转扭矩2.3kg.cm，有效控制角度为300度，可切换伺服模式和连续转电机工作模式。此外，该舵机还可反馈位置、速度、电压、温度和负载参数，从而实现过载保护。

通过采用这款舵机，XGO-lite2 机器狗的运动控制更加精准和稳定。该舵机的金属齿轮箱和铁芯电机保证了其高扭矩和高精度，有效控制角度为300度也使得机器狗的运动更加灵活。同时，该舵机还具备伺服模式和连续转电机工作模式，以及反馈位置、速度、电压、温度和负载参数的功能，从而实现了过载保护，保障机器狗的稳定性和安全性。

总之，6V 2.3KG 塑料壳金属齿300度双轴TTL串口舵机是一款高品质、高性能的舵机，适用于各种机器人和智能设备的运动控制。在 XGO-lite2 机器狗中，它为 XGO-lite V2 的运动控制提供了强大的支持，提高了 XGO-lite V2 的性能和应用价值。