本文作者：立创开源硬件平台 OSHWHub 用户@杜邦线丶小战士，禁止商用，未经许可禁止转载，点击查看原文章
1、项目简介
本项目中，履足式复合机器人拥有两种行进模式：四足行进模式、履带行进模式，应对不同场景及地形时能够切换形态。
四足形态下整体总共拥有8个自由度DOF，单腿各具备2个自由度DOF，足端结构融入了履带机构，各履带机构配备1个直流电机驱动。
该机器人主控板的MCU模组为ESP32-WROVER-E，能够实现针对总线舵机+PWM舵机+直流电机的控制，同时包括其他硬件资源：六轴加速度传感器、OLED屏幕接口、RGB灯珠、蜂鸣器等。
履带车形态在平坦或稍崎岖的地貌上能够保持较高的行进速度，降低了四足爬行的功率消耗；四足形态用于跨越障碍，灵活应对各类复杂地形环境，解决了履带结构应对高度落差较大地形难以翻越的痛点，即实现了仿生四足与履带式结构双优势结合的腿履协同。
02、设计灵感
最初的构想来源——《使命召唤11：高级战争》中的“泰坦”重型坦克。
初始草稿
03、电控硬件功能
3.1 主控板：
2.1.1 电机驱动：
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6路串行总线舵机接口：PH2.0-3P,74HC126D
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4路直流电机驱动：TB6612FNG
2.1.2 指示器件：
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1颗 六轴加速度传感器：MPU6050
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1块 拨轮编码器：MITSUMI
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1颗 普普通通的 微型无源蜂鸣器：DET402-G
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1颗 普普通通的 发光LED：0603
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1处 0.96寸4针OLED屏幕接口：HDR-1*4P-F
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3颗 普普通通的 RGB灯珠：WS2812B-2020
2.1.3 拓展接口：
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2路拓展IIC接口：PH2.0-4P
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1路WS2812B灯珠接口：HDR-M-2.54-3P
2.2 拓展板：
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16路PWM舵机驱动：PCA9685
04、选型简述
3.1 电机选型：
串行总线舵机选型：型号：HTS-35H，额定电压：9.0~12.6V，串行通信波特率115200，额定扭矩：35kg.cm/3.5N.m。
通信需要将UART全双工转半双工，根据幻尔舵机商家提供的通信协议手册和原理图，采用74HC126D实现。
PWM舵机选型【经济方案】：型号：MG996R，额定扭矩：13kg.cm/1.3N.m。
常见的大舵机，配合拓展板应该也没什么问题，箭头处注意供电电压。（注意供电连接，主控板与拓展板可通过铜柱连接电源）
直流电机选型：型号：JGA25-370-1260，额定电压：12.0V，减速比：1:103，空载转速：60转/分钟。
主控V1.0版本中，采用TB6612FNG驱动【考虑到价格问题，后续打算用RZ7899/DRV8833替代】。
3.2 其他选型：
六轴加速度传感器：MPU6050。
通常选择，源代码中定义支持了采用DMP获取四元数后，再解算得Pitch、Roll角（yaw角太飘），而且QFN封装可能不太好焊。
芯片供电：3.3V与5V供电均采用LDO实现，即SCJT1117-3.3与SCJT1117-5.0。（由于压差较大，建议贴散热片）
电源选型：采用放电倍率35C的3S聚合物航模电机，但考虑到安全问题，经测试3节放电倍率10C的18650动力锂电池也能驱动。
航模电池 18650动力锂电池
05、实物图片
主控板
16路PWM舵机---拓展板
组合图
06、机械结构设计
所述机器人整体总重量（加电源）经称量可达3.0kg。
目前大部分结构零件以FDM式3D打印技术制造，采用PLA材质，故主要参数推荐：0.15mm层高，70%填充。
部分需要少量支撑零件，如履带外壳——主壳、提手、躯体前侧板等。
设计特点
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履带足
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二自由度串联腿
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四足形态：8自由度
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履行模式：4电机驱动
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预留二自由度云台
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3D打印结构
07、控制系统软件设计
VSCode+PlatformIO平台开发，目前机器人主控系统主要包括2部分：底层驱动，运动控制。
6.1 底层驱动内容：
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串行总线舵机通信
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直流电机驱动
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六轴加速度传感器通信
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OLED屏幕驱动
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拨轮编码器读取
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WS2812B-RGB灯珠驱动
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蜂鸣器驱动
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WiFi通信配置
6.2 运动控制内容：
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单腿正解FK
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单腿逆解IK
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姿态逆解
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足端摆线轨迹计算
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Trot步态模式
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Walk步态模式
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*VMC算法 -- 伪闭环（待测试）
08、远程控制App设计
注意：需要开启定位、通知权限
设计特点
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基于Android端开发
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采用WIFI作为无线通讯模式
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采用TCP作为传输层协议
09、实物样机
更多详情及附件，可从原工程查看。
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