本文档聚焦萝博头原型机的电气核心——从 V1.0 分立式方案到 V2.0 一体化集成的演进路径，系统阐述 RBE_Board V2.1 的硬件规格、接口定义、功率分配拓扑与制造文件，帮助开发者理解整机电气架构并独立完成打样与接线。
Sources: README_cn.md
电气架构演进：从分立到集成
早期 V1.0 方案采用三块独立 PCB 协同工作：分电板 负责 48V 总线分配，48V 转 5V 降压模块 为主控供电，USB2CAN 适配器（最多 4 块）完成上位机与关节电机的 CAN 协议转换。该方案虽降低了单板设计复杂度，但带来了线束冗长、连接器繁多、胸腔空间拥挤等工程痛点。
V2.0 的 RBE_Board（Robotic Electrical Hub）将上述三项功能压缩至一块 80mm × 60mm 的四层板内，成为名副其实的"电气中转站"。集成化设计不仅减少了插接件数量和电磁兼容风险，也使整机布线逻辑与机械装配流程大幅简化，为"手搓级"复刻提供了可行路径。
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RBE_Board V2.1 核心规格
RBE_Board V2.1 是连接电池 PACK、主控板（Orange Pi 5 Plus 或 RDK X5）与四肢执行器的关键枢纽。下表汇总其硬件参数：
| 参数类别 | 具体规格 | 设计意图 |
|---|---|---|
| 供电输入 | XT60 端子，48V DC | 直接对接 48V 15Ah 电池总正总负 |
| 5V 输出 | Type-C 接口，最高持续电流 8A | 为主控板及 USB 外设稳定供电 |
| 48V 输出 | XT30 (2+2) 端子 × 4 组 | 分路向四肢电机输送动力 |
| 通信接口 | USB 2.0 Type-C | 上行连接主控，板内完成 USB 转 4 路 CAN |
| 散热供电 | GH1.25 接口，5V 输出 | 为胸腔系统风扇提供电源 |
| PCB 尺寸 | 80mm × 60mm | 适配紧凑的躯干内部空间 |
| 参考位号 | RBE_PWR_HUB_V2.1 | 硬件说明与原理图版本一致 |
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功率分配与接口拓扑
整机的功率流遵循"单点入、多级出"的原则：48V 电池经 XT60 进入 RBE_Board 后，一部分通过板上同步降压电路转换为 5V 供主控使用，另一部分保持 48V 经四组 XT30 端子向腿部、腰部、手臂的 23 个关节电机输送。下图为简化功率与通信拓扑：
graph LR
A[48V 15Ah 电池<br/>XT60] -->|48V 总线| B[RBE_Board V2.1]
B -->|5V/8A<br/>Type-C| C[主控板<br/>Orange Pi 5 Plus / RDK X5]
B -->|48V<br/>XT30 ×4| D[左腿 6 电机]
B -->|48V<br/>XT30 ×4| E[右腿+腰 7 电机]
B -->|48V<br/>XT30 ×4| F[左手 5 电机]
B -->|48V<br/>XT30 ×4| G[右手 5 电机]
C -->|USB| B
B -->|CAN 总线| D
B -->|CAN 总线| E
B -->|CAN 总线| F
B -->|CAN 总线| G
板载 USB2CAN 功能将主控的单一 USB 信号扩展为 4 路独立 CAN 总线。推荐按机体部位分配：CAN 1 对应左腿，CAN 2 对应右腿（含腰部），CAN 3 对应左臂，CAN 4 对应右臂。这种分区方式既便于线束走线，也利于后期按肢体隔离故障。
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线束规格与连接器定义
电机与配电板之间的功率线束需根据两端执行器型号匹配。V1.0 阶段已定义三类标准线束，其规格在 V2.0 电气集成中仍然适用：
| 线束编号 | 连接器组合 | 典型应用场景 | 参考长度 |
|---|---|---|---|
| wire01 | DM4340P 转 DM10010L | 大腿/小腿关节，粗细电机混连 | 10cm / 20cm / 40cm |
| wire02 | DM4340P 转 DM4340P | 同型号关节级联，如手臂 | 10cm / 20cm / 40cm |
| wire03 | DM10010L 转 DM10010L | 同型号大功率关节级联，如腿部 | 20cm / 40cm |
除功率线外，整机还包含急停回路、CAN 信号线和 IMU 串口线。V2.0 的《Roboto_origin 走线说明》PDF 以图文形式标注了每一根线的走线路径与固定点，是现场装配时最直接的参考依据。布线时应尽量将动力线与信号线分离，避免电机 PWM 噪声耦合到 CAN 差分对。
Sources: BOM.md, Roboto_origin走线说明.pdf, wire01.pdf, wire02.pdf, wire03.pdf
制造文件与一键复刻
RBE_Board 的制造文件按功能分目录存放，可直接提交至嘉立创等 PCB 厂商完成打样与贴片：
| 文件类别 | 路径 | 用途 |
|---|---|---|
| Gerber 压缩包 | 01_Gerber/Gerber_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.zip |
PCB 开料、钻孔、阻焊等工艺文件 |
| BOM 表 | 02_Assembly/BOM_三合一V2.1_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.xlsx |
元器件采购与成本核算 |
| 贴片坐标 | 02_Assembly/PickAndPlace_RBE_PWR_HUB_V2_1_2026_04_09.xlsx |
SMT 产线自动贴装程序输入 |
| 3D 结构模型 | 00_Docs/3D_PCB5_11_2026-2-1.step |
机械装配干涉检查 |
| 原理图 PDF | 00_Docs/SCH_RBE_PWR_HUB_V2.1_2026-04-09.pdf |
硬件调试与维修参考 |
| 硬件说明文档 | 00_Docs/三合一电路V1.0硬件说明.pdf |
芯片选型、电源树、保护电路详解 |
复刻流程建议按" Gerber 打样 → 来料贴片 → 上电空载测试 → 接入假负载验证 48V/5V 输出 → 装机"的顺序推进，避免直接带电机上电造成级联损坏。
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关键安全警告
电气集成阶段涉及 48V 大电流回路，任何疏忽都可能导致设备烧毁或人身伤害。以下事项必须在上电前逐项确认：
- 极性校验：电池 XT60 接入前，必须使用万用表测量输入端正负极是否短路，并确认极性与板载丝印一致。V1.0 分电板 README 以三重警告强调此条，其风险等级在 V2.0 中同样适用。
- CAN 线序：板载 CAN 接口丝印标注
H（High）与L（Low），必须严格遵循 CAN_H 接 CAN_H、CAN_L 接 CAN_L 的原则，反接将导致整个总线通讯中断。 - 终端电阻：每条 CAN 总线末端需确保 120Ω 终端电阻有效。本项目使用的 DM 关节电机内部已集成终端电阻，若在总线末端额外并联会导致阻抗失配。
- 5V 限压：USB2CAN 逻辑电路及主控供电仅限 5V，严禁将 48V 误接入 Type-C 或 GH1.25 信号口。
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V1.0 与 V2.0 方案对比
对于计划基于开源文件改造或维护旧版本的开发者，下表对比两种电气方案的核心差异：
| 对比维度 | V1.0 分立方案 | V2.0 RBE_Board 集成方案 |
|---|---|---|
| PCB 数量 | 3 类（电源板、降压模块、USB2CAN ×4） | 1 块 |
| 48V 配电 | 电源板 6 路 XT30 | 板载 4 组 XT30 (2+2) |
| 5V 生成 | 外置降压模块 | 板载同步降压，最高 8A |
| CAN 扩展 | 4 块独立 USB2CAN 小板 | 板载 4 路 CAN，单 USB 上行 |
| 空间占用 | 大，需额外固定件 | 80×60mm，直接锁附于胸腔 |
| 维护难度 | 故障点分散 | 集中排查，接口标准化 |
| 适用场景 | 教学拆解、单板调试 | 整机集成、快速复刻 |
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下一步
完成电路板理解与制造文件确认后，建议按照以下顺序继续：
- 若需了解电机与传感器的具体型号参数，请阅读 执行器与传感器选型。
- 若需为 USB2CAN 模块烧录固件，请阅读 USB2CAN适配器固件开发。
- 若需完成首次上电前的总线验证与电机零位校准，请阅读 安全操作与零位标定 与后续部署文档中的 硬件连接与CAN-IMU映射。