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ATOM01_HARDWARE 是萝博派对(RoboParty)开源的双足人形机器人核心硬件库,涵盖从机械结构设计、电路控制到仿真模型的完整技术链路。本项目以降低双足机器人开发门槛为核心目标,面向初学者提供从物料采购到整机联调的保姆级文档与工程文件。仓库按版本迭代进行分层管理,当前包含 V1.0(原始版)与 V2.0(结构强化版/推荐版)两条技术路线,两者在机械接口与硬件拓扑上互不兼容,新用户应直接选用 V2.0 进行开发。

Sources: README_cn.md

仓库整体架构

整个硬件仓库采用版本隔离 + 子系统模块化的组织策略。顶层由 V1.0/V2.0/ 两大目录构成,每个版本目录下再按功能拆分为 mechanic(机械系统)与 pcb(电气系统)。机械系统内部遵循统一的四级目录约定:00_Docs 存放说明书与清单、01_SW_Project 存放 SolidWorks 源文件、02_Manufacturing 存放 3D 打印与 CNC 加工文件、03_URDF 存放仿真描述文件。这种结构使制造、装配、仿真三条工作流彼此独立,便于团队并行协作。

Sources: README_cn.md

ATOM01_HARDWARE/
├── V1.0/
│   ├── atom01_mechanic/          # V1.0 机械系统
│   │   ├── 00_Docs/              # 装配作业指导书、BOM
│   │   ├── 01_SW_Project/        # 原始机械设计源文件
│   │   ├── 02_Manufacturing/     # 制造文件
│   │   └── 03_URDF/              # 早期 URDF 与网格
│   └── atom01_pcb/               # V1.0 分立电路
│       ├── Roboto_Power/         # 电源分电板
│       └── Roboto_Usb2Can/       # USB 转 CAN 通讯板
└── V2.0/
    ├── roboto_origin_mechanic/   # V2.0 机械系统
    │   ├── 00_Docs/              # 安装手册、走线说明、标定说明
    │   ├── 01_SW_Project/        # SolidWorks 总装配体
    │   ├── 02_Manufacturing/     # 3D 打印 + CNC 加工
    │   └── 03_URDF/              # 强化版 URDF + meshes
    └── roboto_origin_pcb/        # V2.0 集成主板
        ├── 00_Docs/              # 硬件说明与接口定义图
        ├── 01_Gerber/            # PCB 制板文件
        └── 02_Assembly/          # BOM 与贴片坐标

版本速览:V1.0 与 V2.0

V2.0 是对 V1.0 的全面重构,并非简单的补丁升级。二者在机械接口尺寸、PCB 外形与接插件定义上均存在差异,不可混用零件。对于首次接触本项目的新手,强烈推荐直接采用 V2.0,因为其在结构可靠性、装配便利性与电气集成度上都有显著优化。

Sources: README_cn.md

对比维度 V1.0(Legacy) V2.0(Current / 推荐)
机械设计 原始双足结构 结构强化版,新增腰部限位与手臂优化
硬件架构 电源板 + USB2CAN 板,分立双板 RBE_Board V2.0 单板集成,整合 48V 转 5V、分电、USB 转 CAN
标定方式 通用标定 限位销钉标定工艺,精度与可重复性更高
安全设计 无腰部硬限位 腰部机械限位开关 + 背板物理主控开关
适用人群 老用户维护、历史参考 新用户开发、量产、学术研究

Sources: README_cn.md, V2.0/roboto_origin_mechanic/README_cn.md

系统组成与数据流

从整机视角看,ATOM01 由机械本体电气中枢主控计算单元仿真模型四大模块协同构成。机械本体提供 20+ 自由度的关节运动学骨架;RBE_Board V2.0 作为电气中枢完成 48V 电池配电与 USB-CAN 协议转换;主控板(如香橙派 5 Plus)运行上层控制算法,通过 CAN 总线驱动四肢关节电机;URDF 模型则同步提供 Gazebo / Isaac Sim 等仿真环境的接入接口。

Sources: V2.0/roboto_origin_pcb/README_cn.md, V2.0/roboto_origin_mechanic/03_URDF/Readme.md

下图展示了四大模块之间的信息流与能量流拓扑:

flowchart TB
    subgraph MECH["机械本体 Mechanic"]
        LEG_L["左腿关节组"]
        LEG_R["右腿关节组<br/>含腰部"]
        ARM_L["左臂关节组"]
        ARM_R["右臂关节组"]
        TORSO["躯干与头部"]
    end

    subgraph ELEC["电气中枢 RBE_Board V2.0"]
        PWR["48V 分电 / 5V 降压"]
        CAN["USB 转 4 路 CAN"]
    end

    subgraph CTRL["主控单元 Host"]
        COMP["香橙派 5 Plus<br/>Linux 控制栈"]
    end

    subgraph SIM["仿真环境 Simulation"]
        URDF["URDF + Meshes"]
    end

    BAT["48V 电池 PACK"] -->|"XT60"| PWR
    PWR -->|"XT30 ×4"| MECH
    PWR -->|"Type-C 5V/8A"| COMP
    COMP -->|"USB-C"| CAN
    CAN -->|"CAN 总线"| MECH
    URDF -.->|"运动学/动力学验证"| COMP

各子系统核心资产

为了让初学者快速定位所需文件,下表按子系统汇总了 V2.0(推荐版本)中最关键的工程资产与文档入口。V1.0 的对应文件可在同级目录中按相同逻辑查找。

Sources: V2.0/roboto_origin_mechanic/README_cn.md

子系统 核心资产 路径 用途说明
机械文档 安装手册 V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/安装手册_0428.pdf 整机装配的逐步图文指导
机械文档 散件清单 V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/...散件清单 V1.1.3.xlsx 采购与物料清点
机械设计 总装配体 V2.0/roboto_origin_mechanic/01_SW_Project/roboto_origin_2.0/ATOM01总装配体重装.SLDASM SolidWorks 顶层装配
制造文件 3D 打印包 V2.0/roboto_origin_mechanic/02_Manufacturing/3D_Printing/ 含 STL、打印说明与 3DBOM
制造文件 CNC 加工包 V2.0/roboto_origin_mechanic/02_Manufacturing/CNC_Machining/ 铝合金件的加工图纸与 BOM
仿真模型 URDF V2.0/roboto_origin_mechanic/03_URDF/urdf/roboto_origin.urdf 25 个连杆与关节的完整描述
仿真模型 网格文件 V2.0/roboto_origin_mechanic/03_URDF/meshes/ 24 个 STL 可视化网格
集成主板 Gerber V2.0/roboto_origin_pcb/01_Gerber/Gerber_RBE_Board_v2.0.zip PCB 工厂制板文件
集成主板 BOM V2.0/roboto_origin_pcb/02_Assembly/BOM_RBE_Board_v2.0.xlsx 元器件采购清单
集成主板 贴片坐标 V2.0/roboto_origin_pcb/02_Assembly/PickAndPlace_RBE_Board_v2.0.xlsx SMT 贴片机坐标

Sources: V2.0/roboto_origin_mechanic/README_cn.md, V2.0/roboto_origin_pcb/README_cn.md

面向初学者的阅读路线

如果你是第一次接触双足机器人硬件项目,建议按照**“先决策版本 → 再清点物料 → 后按序装配”**的节奏推进。以下路线基于本 Wiki 的目录结构编排,每个节点都以前置知识为基础,避免在尚未理解整体结构时陷入细节。

Sources: V1.0/atom01_mechanic/README_cn.md

  1. 建立全局认知:先阅读当前页 项目概览,理解仓库架构与 V1.0/V2.0 的核心差异。
  2. 版本决策:进入 版本选型:V1.0 与 V2.0 对比,根据自身硬件条件确认技术路线。
  3. 获取制造文件:查阅 制造文件获取指南物料清点与 BOM 概览,完成物料采购与文件下载。
  4. 总装路线预习:浏览 V2.0 总装路线图安装手册导读,建立装配阶段的先后顺序概念。
  5. 深入子系统:完成整机拼装后,可根据兴趣选择深入方向——机械设计者可阅读 V2.0 机械结构设计原理SolidWorks 装配体与工程文件;电气开发者可阅读 RBE_Board V2.0 集成主板架构;算法开发者可直接跳转 URDF 模型结构与关节配置仿真环境接入与开发指南

Sources: README_cn.md, V2.0/roboto_origin_mechanic/README_cn.md

关键注意事项

在正式开始之前,有两条必须牢记的兼容性约束。第一,V2.0 与 V1.0 的机械结构、PCB 接口均不兼容,混用会导致装配失败甚至器件损坏;第二,整机首次上电前,必须使用万用表确认电源极性与通断,因为 48V 直流系统的反接将直接烧毁电机驱动与主控板。所有安全提示与接线规范均会在后续的安装手册导读与电气走线章节中反复强调,但提前建立敬畏心是避免损失的最佳方式。