[Hw] Add MotorDriver-20.

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peng-zhihui 2021-11-27 18:09:26 +08:00
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commit 879f203f86
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3
1.Hardware/MotorDriver-20/.gitignore vendored Normal file
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@ -0,0 +1,3 @@
History
Project Logs for littleVisual-ESP32
__Previews

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@ -0,0 +1,5 @@
Record=TopLevelDocument|FileName=Drive.SchDoc|SheetNumber=1
Record=NoMainPathDocument|SourceDocument=Drive.SchDoc|FileName=Interface.SchDoc|SheetNumber=1
Record=NoMainPathDocument|SourceDocument=Drive.SchDoc|FileName=MCU.SchDoc|SheetNumber=1
Record=NoMainPathDocument|SourceDocument=Drive.SchDoc|FileName=Port.SchDoc|SheetNumber=1
Record=NoMainPathDocument|SourceDocument=Drive.SchDoc|FileName=Power.SchDoc|SheetNumber=1

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Before

Width:  |  Height:  |  Size: 631 KiB

BIN
5.Docs/1.Images/dummy1.jpg Normal file

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After

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@ -1,7 +1,11 @@
# Dummy-Robot
我的超迷你机械臂机器人项目。
# Dummy-Robot: Super compact smart robotic-arm
> **我的超迷你机械臂机器人项目。**
>
> 视频介绍:[【自制】我造了一台 钢 铁 侠 的 机 械 臂 !【硬核】](https://www.bilibili.com/video/BV12341117rG)
>
> Video : [I made a DUMMY ROBOTIC ARM from scratch - YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=F29vrvUwqS4)
![](5.Docs/1.Images/dummy.jpg)
![](5.Docs/1.Images/dummy1.jpg)
### 资料待整理
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* 已添加REF的硬件设计文件
* 已添加DummyStudio上位机
* 已添加Dummy核心控制器的固件代码使用说明见后文
* 已添加步进电机驱动器硬件工程固件每个关节电机有一些区别会以多个hex形式发布源码可以直接去XDrive的仓库查看
* 已添加42步进电机驱动器硬件工程固件每个关节电机有一些区别会以多个hex形式发布源码可以直接去XDrive的仓库查看
* 已添加20步进电机驱动器硬件工程
## 关于结构设计
我视频中原版设计使用的步进电机+harmonic的谐波减速模组其中后者成本较高我买的二手大搞600元一个因此为了能让大家尽量复现本项目我希望后期能添加一个**同步轮轮减速+3D打印**或者**行星减速+3D打印**其实行星减速也不便宜而且从背隙的角度来看还不如同步轮的方案如果有同学有结构设计能力的也欢迎自行设计提交pull request~
我视频中原版设计使用的`步进电机`+Harmonic的`谐波减速模组`其中后者成本较高我买的二手大概是600元一个因此为了能让大家尽量复现本项目我后期可能会添加一个`自制摆线针轮减速器`+`3D打印`的低成本方案。
> 目前摆线减速器已经设计好了正在验证预期会使用PC或者亚克力切割结合3D打印制作精度有所下降但是功能都保持不变整机硬件成本希望控制在2000元以内。
## 关于电路模块
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* 步进电机驱动
* Peak示教器
其中前两者我都开源了,步进驱动设计的时候参考了: https://github.com/unlir/XDrive 这个项目这是我一个朋友开源的闭环驱动基于STM32。该驱动分为开源版和闭源版闭源版基于分立MOSFET性能极其强劲且功能很完善开源版用的ADC+斩波驱动芯片具备基础功能不带CAN协议。需要的话大家可以自行研究另外他家有淘宝店可以直接买闭源成品非常推荐
其中前两者和Peak我都开源了,步进驱动设计的时候参考了: https://github.com/unlir/XDrive 这个项目这是我一个朋友开源的闭环驱动基于STM32。该驱动分为开源版和闭源版闭源版基于分立MOSFET性能极其强劲且功能很完善开源版用的ADC+斩波驱动芯片具备基础功能不带CAN协议。需要的话大家可以自行研究另外他家有淘宝店可以直接买闭源成品非常推荐
当然另一种方式是大家也可以自行使用GRBL类的驱动器改装用来驱动本机械臂。
当然另一种方式是大家也可以自行使用GRBL类的驱动器改装用来驱动本机械臂这样方案的问题在于grbl固件耦合性比较强毕竟不是针对机械臂而是CNC类应用设计的不便于扩展另外脉冲形式的控制方式使得走线极其不优雅每一个关节都要单独拉`step/dir`线到控制器,导致最后几个关节走线很长)。
而我用一体闭环的方式则可以以串联的形式把所有电机连起来即可走CAN总线使得整体走线只需要四根线电源正负两根CAN信号线两根此外总线模型使得电机可以工作在`力矩`、`速度`、`位置`、`轨迹`模式下,而脉冲模式只能工作在位置和轨迹模式,无法进行复杂控制。
**Peak的话我已经软硬件都开源了可以去SubModules文件夹里面看那边的README说明。**
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> 关于位置的记忆,和上电零点校准:
>
> **由于绝对值编码器的位置只在一圈内有效工业机械臂经过减速后为了获取绝对位置一般是做输出端编码但是这样精度就降低了30倍减速比所以更合理的是做双编码器,而我这个项目中双编码器影响结构紧凑设计所以用了更巧妙的方式利用电机驱动的电流环控制上电后进行低力矩的无零点定向运动碰到机械臂限位之后确认粗零点无限位开关归零然后根据单圈绝对值编码器的位置精调零点。这个方式的零点是没有误差的而且几乎不受加工精度影响因为在12度360/30内都是绝对值编码器的有效精度范围。**
> **由于绝对值编码器的位置只在一圈内有效工业机械臂经过减速后为了获取绝对位置一般是做输出端编码但是这样精度就降低了30倍减速比所以更合理的是做`双编码器`或者低`功耗编码器+电池`而我这个项目中双编码器影响结构紧凑设计所以用了更巧妙的方式利用电机驱动的电流环控制上电后进行低力矩的无零点定向运动碰到机械臂限位之后确认粗零点无限位开关归零然后根据单圈绝对值编码器的位置精调零点。这个方式的零点是没有误差的而且几乎不受加工精度影响因为在12度360/30内都是绝对值编码器的有效精度范围。**
**Peak的固件说明**