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YHorizon-JM

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开源关节电机。喜欢就请点个Star吧,当前仓库里的固件、SDK 和工具面向第一版样机:Classic CAN、GD32F303 驱动板。

本项目仅供交流学习。 机械、电控、固件和 SDK 的源文件已全部公开。 不保证功能可靠、不保证使用安全,也不构成任何产品认证或质量承诺。 禁止他人将本仓库中的设计、固件、SDK 或文档用于商业用途。 使用本项目造成的人身伤害、设备损坏或其它损失,由使用者自行承担。详见 SECURITY.md。

输出法兰 / 正面 后端盖 / 接线

侧面 内部驱动板

正面(输出法兰)· 背面(电源与指示灯)· 侧面 · 内部驱动板

机械 CAD

机械结构(CAD)

当前电机

一体化关节,行星减速。第一版机械与电控:

项目 现状
外形 直径 57 mm,厚度 52 mm
重量 约 300 g
电机 WK4310 参数,14 对极
减速 行星减速机,减速比 8
扭矩 额定 3 Nm,最大 6 Nm
供电 最高 48 V
编码器 双 MT6701 游标(30/31 齿),合成电机轴多圈后再除以减速比得到输出轴
MCU GD32F303CCT6,112 MHz
功率级 FD6288 三相驱动
总线 Classic CAN 2.0,1 Mbps,Motor Protocol V1.0
控制 默认电压内环;可选电流内环。运控 / 速度 / 位置三模式

上电校准或加载 Flash 参数后进入运控。协议说明见 sdk/protocol/Motor CAN Protocol V1.0.md(English)。

测试视频:自研关节电机阶段一完成|D57 H52,8 倍减速,3Nm 稳定输出

后续计划把主控换成 GD32C113,以支持 CAN FD 和多轴同步。机械接口与减速方案会尽量保持兼容,电控和协议会随 CAN FD 升级。

复刻

先对照两份清单备料、打板,不要直接下单目录里的其它文件:

PCB 源工程(嘉立创 EDA Pro / EasyEDA Pro):hardware/easyeda/ProPrj_YHorizon-JM.epro2。打板也可用 hardware/fabrication/Gerber_YHorizon-JM.zip,原理图 PDF 见 hardware/schematic/SCH_YHorizon-JM.pdf。交流可加 QQ 群 1124721315。

装配体 STEP:mechanical/asm/YHorizon-JM-asm.STEP。CNC 零件在 mechanical/cnc/。CNC 加工不保证和我们完全一致,建议多试、按自己的加工结果修改孔位。 下单前请对照螺纹孔注意事项:

CNC 下单注意事项:螺纹孔 1 CNC 下单注意事项:螺纹孔 2

CNC 下单注意事项:螺纹孔 3 CNC 下单注意事项:螺纹孔 4

CNC 下单注意事项(螺纹孔)

也可以买一份我们整理的多余零部件套件,省去自己打板和配齿轮、螺丝:成品驱动板、减速机齿轮和部分螺丝等。预售在闲鱼(口令 CZ225):套件链接。

清单之外需要自己准备的工具(不限于):

  • 压力机
  • 乐泰(Loctite)螺纹胶 / 固持胶
  • 内六角扳手、小十字螺丝刀
  • 烧录器线:0.8 mm 刺破式端子线

装配过程请看下面的视频:

复刻仅供交流学习,禁止商用。装配和上电前请阅读 SECURITY.md。

仓库结构

目录 内容
mechanical/asm/ 装配体 STEP
mechanical/cnc/ CNC 模型
mechanical/gears/ 齿轮
mechanical/bom/ 零件 BOM
hardware/easyeda/ 嘉立创 EDA Pro 源工程
hardware/schematic/ 原理图
hardware/fabrication/ 制板文件
hardware/bom/ 元器件 BOM
firmware/ GD32F303 固件
sdk/python/ 上位机 Python SDK / GUI
sdk/protocol/ CAN 协议
tools/ 环境、编译、烧录脚本
images/ 样机照片、CAD 与 CNC 下单注意事项

固件

需要 arm-none-eabi-gcc 与 CMake + Ninja。产物:firmware/build/gd32f303/YHorizon-JM.elf。CLion 打开 firmware/,选择 preset gd32f303。

Windows:

.\tools\setup-env.ps1
.\tools\build.ps1
.\tools\flash.ps1

Ubuntu:

./tools/setup-env.sh
./tools/build.sh
./tools/flash.sh
./tools/run-gui.sh

setup-env.sh 缺什么就用 apt 装什么,并创建 sdk/python/.venv。烧录探针为 CMSIS-DAP + SWD。发行版 OpenOCD 一般没有 gd32f30x 驱动,脚本会改用 tools/openocd-gd32f303-stm32f1x.cfg(按 256 KB,且不做 mass_erase)。

上位机

Ubuntu 跑完 ./tools/setup-env.sh 后可直接 ./tools/run-gui.sh。也可手动:

cd sdk/python
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate   # Windows: .venv\Scripts\Activate.ps1
pip install -r requirements.txt
python servo_gui.py

CLI 示例:python servo_host.py --interface socketcan --channel can0 --id 1 --listen。协议说明见 sdk/protocol/。

许可证

采用双重许可证,详见 LICENSE。源文件已全部公开;无论选用哪套许可证,本项目均仅供交流学习,禁止他人商用。

内容 许可证 要点
mechanical/、hardware/ CC BY-NC-SA 4.0 禁止商用;衍生作品需同样开源并署名
firmware/、sdk/、tools/ GPLv3 可学习、修改和分发;衍生软件必须继续按 GPLv3 开源

安全

完整免责声明见 SECURITY.md。关节电机能输出较大力矩;未完成限位、过流和急停验证前,不要在人体附近满功率运行。

贡献

见 CONTRIBUTING.md。

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