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XGO 2 产品概述

XGO 2系统架构

XGO 2 版本核心架构上位机是树莓派 CM4 计算模组,机器狗 AI 相关任务都由上位机完成。下位机使用 ESP32 开发,负责机器狗的电源管理,舵机驱动和核心步态算法等,封装了完整的串口通信协议方便上位机调用。

(XGO 2系统架构图)

XGO 2机械结构

XGO 2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-lite2 3D图下载链接:https://www.elecfreaks.com/download/xgo/xgo-lite2.step

XGO-mini2 3D图下载链接:https://www.elecfreaks.com/download/xgo/xgo-mini2.step

XGO-lite2 爆炸图

XGO-mini2爆炸图

机器狗坐标系,腿,舵机,编号图

(舵机ID如图所示:左前腿,右前腿,右后腿,左后腿,机械臂依次为舵机ID的第一位1,2,3 , 4,5。每条腿下,中,上舵机分别为舵机ID的第二位1,2,3 。机械臂的上,中,下分别为51,52,53)。

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-CM4原理图下载:链接:https://www.elecfreaks.com/download/xgo/raspberry-cm4.pdf

XGO-CM4爆炸图

XGO 2 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,满足了实时运动学逆解算的算力需求,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。

XGO2驱动板原理图:

XGO-lite2 原理图下载链接:https://www.elecfreaks.com/download/xgo/xgolite-esp32.pdf

XGO-mini2 原理图下载链接:https://www.elecfreaks.com/download/xgo/xgomini-esp32.pdf

XGO 2 关节

XGO-mini2 选用 6V 4.5KG.CM 金属壳钢齿 360 度磁编码双轴TTL串口舵机。

由直流空心杯电机、减速齿轮组、12位磁编码器和集成控制电路组成,自带闭环控制与规划算法,高速总线通讯,360度角度可控,支持速度、位置、电流、温度反馈与控制参数调整功能,为机器人提供高性能伺服驱动 。定制的关节提供了 PID 参数调节,优化了关节阻抗特性(柔顺性),在基本的运动学步态规划基础上,结合对重心的考虑和IMU的反馈,以及上层控制指令的要求,可进行实时的调整。同时采用了大速比,高效率的减速器,保证了柔顺性的同时,提高了负载自重比。

XGO-mini2舵机爆炸图

XGO-lite2选用6V 2.3KG.塑料壳金属齿300度双轴TTL串口舵机。

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。