ANDY:多功能人形机器人
软件工作原理
下文简述Andy从启动到关机的运行周期。全部代码开源,可此处查看。简化流程图演示过程。
第一步:启动Andy
拨动后部电源开关激活Andy。11.1V 1300mAh锂聚合物电池经UBEC向L298N电机驱动器和树莓派供电。树莓派启动后自动运行boot.sh启动主应用。脚本加载两个配置文件——检查是否启动服务器、是否允许客户端登录、未来模式标志。最后将麦克风校准至设定静音阈值。
第二步:获取指令
系统运行后,Andy作为状态机运行。持续监听内置麦克风指令,若服务器激活则监听网络指令。识别语音转文本传递给指令处理器。
第三步:执行指令
调用cmds.py中相应例程。关机请求安全终止软硬件;其他指令执行完毕返回监听状态。
结论
Andy软件超1600行,涵盖电机控制、语音识别、网络通信。深入了解请观看原型机#1演示视频。代码完全透明,欢迎贡献和审查。
大脑
树莓派作为Andy中央处理器,处理从电机驱动到语音处理的一切。所有逻辑封装在上述开源仓库。
供电
Andy由11.1V 1300mAh锂聚合物电池供电。UBEC将电压降至5V供树莓派,保障稳定运行。
电机驱动
三个L298N H桥驱动器控制六个直流电机——每驱动器两个——使Andy执行复杂运动模式。
GPIO扩展
为突破树莓派GPIO引脚限制,MCP23017 I²C扩展器增加额外输出。目前驱动状态LED,未来可扩展外设。
未来迭代——版本2
Andy下一原型将采用完全关节化机身,自由度从原6个提升至10个(10 DOF)。以下是计划硬件增强大纲。
原理图与新特性
- 电池电压监测与自动低压关机,保护SD卡和电池寿命。
- 树莓派启动指示电源LED。
- 10段LED条实时显示电池状态、环境分贝、错误信号。
- 十个舵机:四个用于腿部(4 DOF),六个用于手臂(6 DOF)。
电池监测
内置电路持续检测电池电压。低于安全阈值时Andy优雅关机,防数据损坏并延长电池寿命。剩余电量在LED条可视化。
开机指示
绿色LED由树莓派3.3V轨驱动,启动即亮,提供快速视觉提示Andy在线。
5段LED输出
虽无现成5段显示器,但自定义LED条将显示电池电压、环境噪音、闪烁报错。
10个舵机电机
10舵机实现每腿4 DOF、每臂6 DOF,支持更自然行走和精准操作。
项目展望
双足腿部零件预计8月到货,随后拍摄行走演示。额外功能——含完整手臂关节——将在秋冬陆续推出,视零件供应而定。欢迎评论区贡献和功能建议。
全面技术深度解析请参考完整项目文档“ANDY——多功能人形机器人”。
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