Dummy-Rob半岛体育机械ot

　　半岛体育机械与超过 1200万 开发者一起发现、参与优秀开源项目，私有仓库也完全免费 ：）

　　该仓库未声明开源许可证文件（LICENSE），使用请关注具体项目描述及其代码上游依赖。

　　为确保你提交的代码身份被 Gitee 正确识别，请执行以下命令完成配置

　　初次使用 SSH 协议进行代码克隆、推送等操作时，需按下述提示完成 SSH 配置

　　使用 HTTPS 协议时，命令行会出现如下账号密码验证步骤。基于安全考虑，Gitee 建议配置并使用私人令牌替代登录密码进行克隆、推送等操作

　　由于 Git 不支持空文件夾，创建文件夹后会生成空的 .keep 文件

　　Dummy-Robot: Super compact smart robotic-arm

　　这是视频中原版机械臂的完整设计方案，该方案成本和制作难度都比较高，因此想复现的同学建议再等等我后面会发布的Dummy青春版，该版本会有如下改进：

　　整机重新设计结构，改用3D打印作为制造方案（原版为铝CNC），大幅降造成本

　　采用我自己设计的小型摆线针轮减速器替代原版的谐波减速器，大幅降低零件成本

　　添加我自己设计的PC端上位机和手机端APP（争取把用户初始化设置引导加进去）

　　改进原版电机驱动器的走线方式，原版电源走线采用焊接的形式，不便于安装和拆卸，后面的青春版会使用4p接插件（电源+CAN总线A;

　　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，我后期会添加一个自制摆线D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。

　　其中前两者和Peak我都开源了，步进驱动设计的时候参考了：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。

　　我重新设计了驱动器的PCB电路（本项目分别用到20、42步进，57的文件只是供大家扩展使用），添加了CAN总线的硬件支持，也对原版核心代码进行了完全重构，

　　使用C++11重构了代码，引入很多高级语言特性，同时底层部分用C混编，不影响代码性能

　　对硬件依赖完全解耦了，可以方便以后移植到其他平台的MCU半岛体育机械，去除了冗余代码代码也结构化逻辑更加清晰

　　完全兼容STM32-HAL库，可以使用STM32CubeMX直接生成配置代码

　　Ctrl-Step驱动的使用方式比较简单，下载好固件后，第一次上电电机会进行编码器校准，如果成功则下次上电后按下按键1会进入闭环模式，通过CAN或者串口发送指令即可控制电机，关于指令的说明见源代码

　　同时按住两个按键上电，会自动进行编码器校准，如果首次校准失败可以通过这个方式重新校准

　　PID参数、CAN节点ID、各种运动参数等等，可以自己研究代码。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

　　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、

　　、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的话我之前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。

　　关于核心固件这个机械臂的固件核心就是运动学姿态解算，

　　，现在写死的很多参数会设计成可配置的，方便大家用本项目学习完后迁移到自己设计的机械臂中。REF的固件使用说明：

　　机械臂的构型需要满足Pieper判据（机器人的三个相邻关节轴交于一点或三轴线平行），才能得出解析解，所以大家可以根据Dummy的结构进行修改，然后自己替换DH参数即可以移植我的代码。

　　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：

　　视频中的软件仿真基于RoboDK，我在视频中开发了连接Dummy的Driver（驱动部分官方document有介绍的，原版是基于TCP网络接口，我修改成了串口并兼容dummy的协议）。不过由于这个软件是收费的，因此我也基于Unity3D开发了自己的上位机，已经发布在仓库。

　　首先运动学部分是已经实现了的，正逆解都是传统DH参数计算的，正解（关节角求末端位姿）是唯一解比较好办，逆解（末端位姿求关节角）的线个），我这里使用的算法是

　　然后关节角到电机驱动器输入信号的转换这一块，我使用的是梯形加减速曲线进行速度位置规划。举个例子在MoveJ指令中，当收到一个关节角运动指令，控制器会进行运动角度差分计算半岛体育机械，得到6个运动差分角度，然后取6个差分角中最大的角θ，同时根据设置的JointSpeed参数计算运动θ角需要的时间（考虑上加减速），把这一时间作为其余5个电机的运动参数计算各自的加减速度&最高速度，然后6个电机根据计算的参数同步运动，就可以保证其同步性和流畅性了。另外六个电机使用CAN总线连接，每个电机接受两个ID号的信息（自己的ID、0号ID），0号ID作为信息广播和同步用。电机接收到运动指令后将信息储存在影子寄存器中，待收到广播的同步信号后开始运动，这样能进一步保证电机同步性。

　　指令模式Dummy固件支持三种不同的指令模式（指令可以由USB、串口、CAN接收），不同模式的特性有所区别，见下表：

　　人：观察开源项目核心人员在开源项目中的影响力，并通过第三方视角考察用户和开发者对开源项目的评价。

　　软件：从开源项目对外输出的制品评估其价值最终落脚点半岛体育机械。也是开源评估最“古老”的主流方向之一“开源软件” 的具体表现。

　　基于“开源生态”与“协作、人、软件”的维度，找到与该目标直接或间接相关的可量化指标，对开源项目健康与生态进行量化评估，最终形成开源评估指数。