这应该是全网最全的“机器狗”制作教程，并且是基于鸿蒙系统。

参考：波士顿动力制造的与特斯拉 Model S 等价（7.45万美元）的机器狗

我会先讲软件，再讲硬件，电路图也都有。

如果担心不理解，文章最后会放上视频教程的链接，结合起来看会更容易理解。

一、项目简介

桌面级舵狗，基于鸿蒙Hi3861主控，拥有十二自由度。

二、软件算法设计

环境配置（Python 或C/C++）

Python开发环境：Pycharm

C/C++开发：Linux（Ubuntu）---> SSH <---（windows 10） Clion / VScode

1.底层驱动内容

• PWM舵机驱动：pca9685.c、pca9685.h；
• WiFi通信配置：STA模式 + UDP通信（FreeRTOS的网络线程)；

2.运动控制内容

①单腿运动学正逆解：

• 单腿正解Forward Kinematics：FKIK.c、FKIK.h ——— void FK函数
• 单腿逆解Inverse Kinematics：FKIK.c、FKIK.h ——— void IK函数

②姿态逆解控制：

• 姿态逆解：Robot.c ——— void PosToPoint函数
• 翻滚角Roll逆解：Robot.c ——— void PosToRoll函数
• 俯仰角Pitch逆解：Robot.c ——— void PosToPitch函数
• 偏航角Yaw逆解：Robot.c ——— void PosToYaw函数

③运动步态控制：

• 足端摆线轨迹：Trot函数里...
• Trot前后步态模式：Robot.c ——— void Trot函数
• Trot左右步态模式：Robot.c ——— void TrotRL函数
• Trot转向步态模式：Robot.c ——— void TrotTurn函数

三、上位机App设计

开发软件：Android Studio - 2021.1.1

基于Android端开发的App。

其UI设计调用了Material与CircleMenu库，简约风设计。

目前菜单功共包含五部分：

• WiFi信息检测；
• Robot控制界面浏览；
• UDP协议通信控制；
• TCP协议通信控制（未开发完毕）；
• 设置Setting（未开发完毕）。

注意：需要开启定位、通知权限，否则App无法调用Wifi相关功能。

控制界面：

四、硬件部分

支持宽电压输入，最高输入电压18V，最高输出电流6A。

• 选择MG90S型号9g舵机作为关节位控电机；
• 采用PCA9685PW来实现16路舵机的驱动控制；
• 具有MPU6050六轴加速度传感器模块接口；
• 移动电源为2S-35C航模聚合物锂电池；
• 电机供电部分采用以MP2236型号DC-DC芯片，BUCK型DC-DC降压电路。

五、器件选型

1.主控MCU

• Hi3861：基于海思 Hi3861LV100 芯片的系统级封装模组，外观尺寸精小，支持鸿蒙嵌入式开发，可实现wifi通信。

2.舵机驱动管理：

• PCA9685PW：基于IIC总线通信的12bit精度，16通道的PWM波输出，最高支持16路舵机的管理。

3.供电稳压部分：

• 3.3V稳压LDO：SCJT1117-3.3。
• DC-DC BUCK降压电路芯片：MP2236，最高输入电压18V，最高输出电流6A。

4.额外接口：

• IIC0接口；
• IIC1接口；
• MCU串口接口；
• GPIO11~14引脚；

5.未调用资源：

• 六轴加速度传感器模块：MPU6050（拟打算从STM32移植MPU6050的通信代码，未完成...）
• RGB灯珠：WS2812B-Mini；
• 微型蜂鸣器：DET402G。

注：该部分焊上后，会导致按EN键后MCU输出乱码，而导致无法烧录固件。

六、机械结构设计

设计软件：SolidWorks 2020
所述十二自由度四足舵狗总重量：570g
单腿采用并联腿结构，电机安装部分结构及单腿结构设计紧凑，以尽量减轻腿部重量与节省空间。
主要结构件部分均采用了FDM式3D打印，材质为PLA，大部分均可无支撑打印。

1.设计特点：

• 三自由度并联腿结构
• 整体12自由度
• 3D打印结构
• 尾部可安装2.4G天线模块（如小辣椒直头）
• PP端可安装电量显示模块

注：足端需要加防滑

七、单腿运动学正逆解分析

1.单大小腿机构示意图：

2.足端摆线轨迹生成

在数学中，摆线（Cycloid）定义：一个圆沿一条直线运动时，圆边界上一定点所形成的轨迹。

3.Trot小跑步态规划

Trot步态是一种动态步态，适用于中低速跑动，并且具有比较大的运动速度范围，另一个重要特征是在中等速度下的Trot步态具有最高的能量效率。这些优点使得Trot步态成为最常用的四足步态。

Trot步态周期图:

八、设计图

九、实物图片

十、现存问题

1.更换【更优秀的舵机】能解决问题

• 本项目中四足机器人在卧倒状态下站立、Trot前进后退步态时后腿无力。拟猜测是由于MG90S扭矩不足、质量批次等问题。
• 该机器人的各单腿运动之前需要标定偏差繁琐耗时，即舵机控制精度问题。
• 该机器人在运动过程中有左右两侧腿高度不对等的情况，同样即是调试问题，涉及舵机精度。
• 该机器人中部分舵机在执行动作后疯狂抖动，即舵机质量问题或供电问题（该板应该不存在供电不足问题）。

2.在单腿各关节处添加【微型轴承】能解决问题

单腿机构各螺栓连接处，容易出现装配过紧或松，导致单腿机构松垮或难以活动的情况。

目前的优化方案是：

• 手拉动机构反复活动，以破坏打印件的内部螺纹，保证零件间相对运动顺滑。
• 足端拓展结构设计，同步带增大与地面摩擦。

已添加进STL压缩文件，附件较多，无法上传，有需要可发我【83】

视频教程戳我，超级详细，共11集

这是一个合集哦，11集都在这个链接里！

如果你认为这篇文章还不错~

欢迎点赞，关注，转发呀