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本文档聚焦 Roboto Origin 系列人形机器人的执行器选型逻辑关节-电机映射关系以及主控板与电气枢纽的适配架构。无论你是基于 V1.0 分立模块方案进行维护,还是基于 V2.0 集成单板方案进行首次组装,均可通过本页内容建立对整机 23 自由度驱动系统的全局认知,并掌握从物理接线到通信拓扑的完整适配链路。

Sources: README_cn.md


执行器选型与关节分配

Roboto Origin 全系采用达妙(DM)直流无刷伺服电机作为执行器,按照输出力矩需求分为两个规格:**DM 4340P(48V)**负责中小扭矩关节,**DM-J10010L-2EC(48V)**负责大扭矩关节。整机共配置 23 个电机,对应 23 个旋转关节。

电机型号与数量

电机型号 额定电压 数量 适配关节特征 保修来源
DM 4340P(48V) 48V DC 14 脚踝、手臂(中小扭矩) 达妙保修
DM-J10010L-2EC / DM 10010L(48V) 48V DC 9 大腿、髋部、膝盖、腰部(大扭矩) 达妙保修

两种电机均运行在同一 48V 母线下,可直接接入 RBE_Board V2.0 的 XT30 分电接口,无需额外电压转换。

Sources: [萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx#L36-L37)

关节-电机映射与 URDF 参数

URDF 模型中按力矩阈值将关节划分为两组:高动态组(effort=80 N·m)标准组(effort=18 N·m)。前者匹配 DM-J10010L,后者匹配 DM 4340P。

肢体 关节名称(URDF) 电机 ID 电机型号 effort (N·m) velocity (rad/s)
左腿 left_thigh_yaw_joint 0x01 DM-J10010L 80 10.47
left_thigh_roll_joint 0x02 DM-J10010L 80 10.47
left_thigh_pitch_joint 0x03 DM-J10010L 80 10.47
left_knee_joint 0x04 DM-J10010L 80 10.47
left_ankle_pitch_joint 0x05 DM 4340P 18 3.7692
left_ankle_roll_joint 0x06 DM 4340P 18 3.7692
右腿 right_thigh_yaw_joint 0x07 DM-J10010L 80 10.47
right_thigh_roll_joint 0x08 DM-J10010L 80 10.47
right_thigh_pitch_joint 0x09 DM-J10010L 80 10.47
right_knee_joint 0x0A DM-J10010L 80 10.47
right_ankle_pitch_joint 0x0B DM 4340P 18 3.7692
right_ankle_roll_joint 0x0C DM 4340P 18 3.7692
腰部 torso_joint 0x0D DM-J10010L 80 10.47
左手 left_arm_pitch_joint 0x0E DM 4340P 18 3.7692
left_arm_roll_joint 0x0F DM 4340P 18 3.7692
left_arm_yaw_joint 0x10 DM 4340P 18 3.7692
left_elbow_pitch_joint 0x11 DM 4340P 18 3.7692
left_elbow_yaw_joint 0x12 DM 4340P 18 3.7692
右手 right_arm_pitch_joint 0x13 DM 4340P 18 3.7692
right_arm_roll_joint 0x14 DM 4340P 18 3.7692
right_arm_yaw_joint 0x15 DM 4340P 18 3.7692
right_elbow_pitch_joint 0x16 DM 4340P 18 3.7692
right_elbow_yaw_joint 0x17 DM 4340P 18 3.7692

安装手册进一步验证了上述映射:大腿、髋部夹板、膝盖连杆及腰部固定位置均使用 DM-J10010L,而小腿、脚踝横滚连接件及全部手臂关节均使用 DM 4340P。在组装前,请务必依据机身电机 ID 布局图对所有电机完成 ID 烧录与编码器校准。

Sources: roboto_origin.urdf, 安装手册_0428.pdf


主控板与电气枢纽适配架构

主控板负责运行高层控制算法与模型推理,电气枢纽则承担 48V 分电、5V 降压及 USB-to-CAN 协议转换。V1.0 与 V2.0 在电气架构上经历了从分立模块三合一集成板的演进,但底层电机控制协议保持一致。

V1.0 与 V2.0 电气架构对比

维度 V1.0(Legacy) V2.0(Current / 推荐)
主控板 Orange Pi 5 Plus(RK3588) RDK X5 8G(BOM v1.1.3)
电源管理 Roboto_Power_v1.0(分电板) RBE_Board_v2.0(集成 48V→5V 降压 + 分电 + USB2CAN)
通信转换 Roboto_Usb2Can_v1.0(4 路独立 CAN) 内置于 RBE_Board_v2.0
主控供电 独立 5V 降压模块 → Type-C RBE_Board Type-C 输出(最高 8A)
电机供电输出 6 路 XT30 4 路 XT30(2+2)
CAN 总线输出 GH1.25 集线器 GH1.25 内嵌于 XT30(+2) 线缆

RBE_Board V2.0 的硬件设计兼容 Orange Pi 5 Plus 与 RDK X5 等 RK3588 系主控板,连接方式均为 USB Type-C 通信 + Type-C 5V 供电。对于 V2.0 新机组装,官方 BOM 推荐采用 RDK X5 8G 作为上位机核心。

Sources: BOM_Mechanical.xlsx, README_cn.md, [萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx#L42-L47)

RBE_Board V2.0 接口定义

作为连接电池、主控板与四肢执行器的关键枢纽,RBE_Board V2.0 的接口布局如下:

编号 接口类型 功能说明 连接对象
XT60 端子 48V DC 电源输入 电池 PACK
XT30(2+2)× 4 48V 分电 + CAN 信号输出 四肢电机组
Type-C USB 2.0 通信 + 5V 输出(最高 8A) 主控板
GH1.25 5V 风扇供电 系统散热风扇
开关接口 背板电源开关(必须接入,否则无输出) 金属按钮开关

关键提示:RBE_Board V2.0 反视图的开关接口必须接入背板开关,否则板卡不会输出电源。这是 V2.0 相较 V1.0 新增的安全设计。

Sources: 三合一电路V1.0硬件说明.pdf, README_cn.md


CAN 总线拓扑与电机 ID 规划

整机 23 个电机通过 4 路独立 CAN 总线 挂载,每路总线对应一条肢体链。这种拓扑将总线负载分散到 4 个通道,降低了单路拥塞风险,同时也便于模块化调试。

总线拓扑图

graph TD
    A[主控板<br/>RDK X5 / Orange Pi 5 Plus] -->|USB Type-C| B[RBE_Board V2.0<br/>USB2CAN Hub]
    B -->|CAN0<br/>左腿| C[电机 0x01→0x06<br/>左腿 6DOF]
    B -->|CAN1<br/>右腿+腰| D[电机 0x07→0x0C<br/>右腿 6DOF]
    D -->|级联| E[电机 0x0D<br/>腰部 1DOF]
    B -->|CAN2<br/>左手| F[电机 0x0E→0x12<br/>左手 5DOF]
    B -->|CAN3<br/>右手| G[电机 0x13→0x17<br/>右手 5DOF]
    
    style A fill:#e1f5fe
    style B fill:#fff3e0
    style C fill:#e8f5e9
    style D fill:#e8f5e9
    style E fill:#e8f5e9
    style F fill:#fce4ec
    style G fill:#fce4ec

在 V1.0 的 Roboto_Usb2Can_v1.0 模块上,4 路 CAN 的肢体映射与 V2.0 完全一致:

Sources: Roboto_origin走线说明.pdf, README_cn.md

电机接线顺序与 Slave ID

每路 CAN 总线上的电机采用**菊花链(级联)**方式连接,Slave ID 按从躯干到末端的顺序递增。实际走线时,每段链使用专用线束编号,规格均为 XT30(+2)XT30 + GH1.25 2pin 反线

总线 肢体 线束编号 长度 电机 ID 序列
CAN0 左腿 RBW_Origin_Leg01~Leg05 10–40 cm 0x01 → 0x02 → 0x03 → 0x04 → 0x05 → 0x06
CAN1 右腿+腰 RBW_Origin_Leg01~Leg05 + Body01 10–40 cm 0x07 → 0x08 → 0x09 → 0x0A → 0x0B → 0x0C → 0x0D
CAN2 左手 RBW_Origin_Arm01~Arm04 20 cm 0x0E → 0x0F → 0x10 → 0x11 → 0x12
CAN3 右手 RBW_Origin_Arm01~Arm04 20 cm 0x13 → 0x14 → 0x15 → 0x16 → 0x17

供电板侧接线原则遵循"先左后右、先腿后手":

Sources: Roboto_origin走线说明.pdf


线材选型与连接规范

V2.0 采用电源+信号一体化线束(XT30+2 或 XT30U-F 搭配 GH1.25 2pin 反线),将 48V 供电与 CAN_H/CAN_L 封装在同一根线缆中,大幅简化了机身内部走线。

线材 BOM(电机相关)

线束编号 规格 长度 数量 用途
RBW_Origin_Arm01~Arm04 XT30(+2)-F.G.B 双头 90° 20 cm 各 2 手臂级联
RBW_Origin_Leg01~Leg02 XT30U-F + GH1.25 2pin 反线 20–25 cm 各 2 腿部上段级联
RBW_Origin_Leg03 XT30U-F + GH1.25 2pin 反线 40 cm 2 腿部中段
RBW_Origin_Leg04 XT30-XT30(+2) + GH1.25 反线 30 cm 2 腿部下段
RBW_Origin_Leg05 XT30(+2)-XT30(+2) 10 cm 2 脚踝短接
RBW_Origin_Body01 XT30U-F + GH1.25 反线 20 cm 1 腰部→右腿
RBW_Origin_Body02 XT30(+2)-XT30(+2) 20 cm 2 四肢→供电板
RBW_Origin_Body03 XT30(+2)-XT30U-F + GH1.25 反线 60 cm 1 左腿→供电板
RBW_Origin_Body04 XT30(+2)-XT30U-F + GH1.25 反线 50 cm 1 右腿→供电板

Sources: [萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/萝博头原型机(RoboParty Roboto Origin)散件清单 V1.1.3.xlsx#L58-L67), Roboto_origin走线说明.pdf


适配注意事项与调试前置条件

电机与主控板的适配不仅涉及物理插接,更包含通信参数、安全逻辑与标定流程的匹配。以下事项必须在首次上电前逐一确认。

电气安全红线

  1. 极性校验:XT60/XT30 接口存在正反之分,插入电池前务必用万用表确认输入端无短路,并严格对照板上丝印的正负标识。
  2. CAN 线序:CAN_H 必须接 CAN_H,CAN_L 必须接 CAN_L,切勿接反,否则将导致整路总线通讯中断。
  3. 电压阈值:电池标称 48V,当电压低于 50V 时即需充电。严禁在欠压状态下运行,否则将触发保护导致机器人运行中突然掉电跌倒。

Sources: README_cn.md, 安装手册_0428.pdf

通信与标定前置

  1. 终端电阻:CAN 总线规范要求每路末端保留 120Ω 终端电阻。达妙电机内部通常已集成该电阻,若整条链末端电机未内置电阻,则需在物理末端并联 120Ω 电阻。
  2. 电机 ID 与编码器校准:在机械结构组装前,必须依据《达妙电机调试文档》完成所有 23 个电机的 Slave ID 烧录与绝对零位标定。未标定前禁止执行 reset 或使能操作。
  3. 姿态匹配原则:首次使能或 reset 时,必须将机器人置于安全吊架中,并手动调整肢体姿态使其与软件默认零位(joint_default_angle)尽可能接近,防止位置突变损坏减速器与结构件。

Sources: README_cn.md, 安装手册_0428.pdf


延伸阅读与下一步

完成电机与主控板的适配认知后,建议按以下顺序继续阅读: