Kaya-AI机器人教程-硬件组装

Kaya-AI机器人教程-硬件组装

说明：

• 介绍如何组装Kaya-AI机器人

步骤：

1. 为舵机设置ID

• 首次购买时，Dynamixel电机都将被分配ID“1”，并且必须在Kaya上连接之前为其分配唯一的ID并进行正确配置。
• 此过程需要USB串行适配器（USB2AX或U2D2），外部12V电源（Kaya上的12V DC-DC转换器）及运行PC上的RoboPlus v1软件。
• RoboPlus v2不适用于MX-12W。 请访问http://www.robotis.us/roboplus1/下载RoboPlus v1应用程序。
• 您可以在组装完其余的Kaya后完成此步骤。
• 请注意，您应该一次只连接一个电机以避免重复ID。
• 分配ID的步骤：

A.启动RoboPlus v1应用程序。
B.将USB串行转换器连接到桌面。
C.将每个Dynamixel电机连接到串行适配器。
D.将Dynamixel电机连接到外部（12V）电源。
E.在RoboPlus v1应用程序中启动Dynamixel Wizard。
F.打开端口（顶部菜单）以检测连接的电机。
G.单击正确的电机，分配下面的ID＃和车轮模式。 单击“应用”

左：ID 1
后方：ID 2
右：ID 3

H.对每个电机重复步骤G，并相应地注释每个电机的ID。

2. 安装舵机

• 将Dynamixel MX-12W电机套件中的4个M2螺母从所有侧面的喇叭（伺服头）向上插入第二个插槽。用力按压固定。
• 使用Dynamixel MX-12W电机套件中的4个M2螺钉将每个电机安装到电机底板（Kaya_Motor_Bottom_Plate）中。

3. 组装内轮毂

• 将18mm M3支座插入轮毂背面的六角孔（Kaya_Wheel_Hub_Inside）。
• 使用Dynamixel MX-12W电机套件中的4个M2螺钉，将集线器（Kaya_Wheel_Hub_Inside）固定到Dynamixel的喇叭上。
• 均匀拧紧。 小心不要过度拧紧。
• 重复每个电机。

4. 切割和压接电源接线

• 将9节18AWG（4根黑色，5根红色）线切成一定长度，并从两端剥去绝缘层（3-5mm）。
• 使用合适的压接工具根据工作台连接连接器。 注意确保所有连接器都是机械安全的，并保持良好的电气接触。
• 切割和压接接线时，请参阅下图，表格和组装说明。

Wire#	Color	Length	Terminal 1 Connector	Terminal 1 Connection	Terminal 2 Connector	Terminal 2 Connection
1	Black	140 mm	Male Spade	Battery B-	Fork Spade	Terminal Block B-
2	Red	80 mm	Male Spade	Battery B+	Female Spade	Switch IN
3	Red	140 mm	Female Spade	Switch OUT	Fork Spade	Terminal Block B+
4	Black	120 mm	Fork Spade	Terminal Block B-	Fork Spade	12V Regulator -IN
5	Red	120 mm	Fork Spade	Terminal Block B+	Fork Spade	12V Regulator +IN
6	Black	120 mm	Fork Spade	Terminal Block B-	Bare Wire	5V Regulator -IN
7	Red	120 mm	Fork Spade	Terminal Block B+	Bare Wire	5V Regulator +IN
8	Black	120 mm	Fork Spade	12V Regulator -OUT	Bare Wire	Dynamixel Hub -IN
9	Red	120 mm	Fork Spade	12V Regulator +OUT	Bare Wire	Dynamixel Hub +IN

5. 将电池端子连接到电池座

• 将电池端子电缆（电线＃1和＃2）放入电池座（Kaya_Battery_Holder）的插槽中，电极板彼此相对，如下图所示。
• B +（红线）应位于最靠近电池座切口的槽中。 用力按压压接顶部，使其正确固定在通道中。

• 使用端子支架（Kaya_Battery_Terminal_Holder）和M3 x 8mm螺钉固定电缆。
• 检查电池的对齐情况，并使用钳子调整拨片，直到它们对齐并正确就位。
• 为避免在电池端子之间造成电气短路，请用电工胶带覆盖任何松动的电线末端。

6. 组装框架

• 使用4个MakerBeam螺母和每个角上的4个M3 x 5mm螺钉将每个电机顶板（Kaya_Motor_Top_Plate）连接到MakerBeams。

• 首先将MakerBeam螺母滑入通道，每侧2个，然后在用螺钉固定之前与孔对齐。
  

• 在两个电机顶板（Kaya_Motor_Top_Plate）之间，安装Kaya_Pusher_Mount，记住在连接第二个电机顶板之前将螺母滑入到位。

• 组装整个三角形并均匀拧紧所有12个螺钉。

• 出于本程序其余部分的目的，带有推进器支架的一侧（Kaya_Pusher_Mount）是Kaya的前部。

7. 将底板组件连接到电机顶板/ MakerBeam框架

• 将每个电机底板（Kaya_Motor_Bottom_Plate）组件以正确的配置连接到框架。 标有Dynamixel ID 2的电机组件应位于推进器支架（Kaya_Pusher_Mount）的对面，其他两个电机组件位于相邻的两侧。
• 将4个M3螺母插入电机底板（Kaya_Motor_Bottom_Plate），并用4个M3 x 8mm螺钉连接到电机顶板（Kaya_Motor_Top_Plate）。 重复每个电机。 均匀拧紧所有12个螺丝。

8. 舵机连线

• 当所有Dynamixel MX-12W伺服电机都已分配ID（参见步骤1）并安装在适当的位置时
• 使用Dynamixel MX-12W电机套件中的电缆连接它们以进行电源和数据传输。
• 所有伺服电机共享公共电源和数据线，并使用电机ID寻址的数据包进行通信。
• 因此，它们可以按任何顺序连接，甚至可以单独连接到Dynamixel Power Hub。
• 对于电缆管理目的，最佳连接顺序为1 - 3 - 2

9. 安装IMU

• 将公头插针焊接到IMU板上。 将它们的长端排列在电路板的标签面上。 3V3，GND，SCL和SDA的引脚将用于I2C通信。
• 如图所示，使用2个M2 x 6mm螺钉将插头板朝向电子设备托架中心（Kaya_Electronics_Bay）安装IMU板。

10. 安装直流稳压器

• 将蓝色螺丝端子焊接到Pololu 5V 6A DC-DC降压稳压器上。
• 使用6 M2 x 6mm螺钉将5V稳压器和12V稳压器固定到电子设备托架（Kaya_Electronics_Bay）。
• 确保这些稳压器的方向与图像匹配，在5V稳压器的IN +/-与12V稳压器的IN +/-同侧。

11. IMU连线

• 将母对母电气跨接线连接到IMU引线（3V3，GND，SCL和SDA）。
• 记下每个引脚上连接的颜色线，这些引线稍后将连接到Jetson Nano GPIO引脚。
• 可选地，在集管的中间侧使用少量热胶将IMU针头固定到位。
  

• 有关详细信息，请参阅将BMI160 IMU连接到Jetson Nano或Xavier。

12. 安装WIFI天线

• 使用SMA螺钉端子将天线电缆连接到Wi-Fi天线。
• 将天线弯曲90度，并将它们安装在基座两侧的指定通道（Kaya_Nano_Base）中。
• 如图所示，使用扎带将天线固定到位。
  

13. 将Jetson Nano Base连接到框架上

• 定位Jetson Nano Base（Kaya_Nano_Base），使NVIDIA徽标面向Kaya推杆座（Kaya_Pusher_Mount）。
• 将1个MakerBeam螺母滑到前MakerBeam的顶部，将2个滑到另外两个MakerBeams上。
• 首先固定前螺钉，然后将另外4个固定到侧梁上。 均匀拧紧所有螺钉。

14. 将电池底盘组件连接到新的框架组件

• 将电子托架（Kaya_Electronics_Bay）堆叠在电池座（Kaya_Battery_Holder）顶部，平面朝上，直流调节器正面朝上。
• 将电子设备托架（Kaya_Electronics_Bay）的顶部与底座（Kaya_Nano_Base）的底部接触，使其位于电机之间的框架组件的中心。
• 确保没有夹住电缆。
• 检查前部动态像素电缆是否位于12V电源顶部。
• 然后使用4个M3 x 35毫米螺钉穿过底座（Kaya_Nano_Base）并将其连接到电池座中的4个M3螺母（Kaya_Battery_Holder）。

15.准备接线端子

• 使用端子块跳线，将最左边的两个端子块连接在一起，然后连接两个最右边的连接。
• 这样可以将电池B +和B-连接到12V和5V DC稳压器。
• 在进行电气连接时参考组装说明，如以下步骤所述。

16. 安装电源开关

• 从电池座中找到B +线（＃2，红色），然后通过底座后部的开关孔（Kaya_Nano_Base）将其送入。 将插板连接器连接到中间开关端子。

• 将第二根电线（＃3，红色，母锹连接到叉形锹）连接到外部开关端子。

• 调整开关的方向，使两个端子最靠近Kaya的内部。 如图所示，略微弯曲连接的端子线，使其面向Kaya的外部。 这有助于他们在安装后清除电池座（Kaya_Battery_Holder）。

• 将未连接的叉形铲连接器穿过开关孔并朝向Kaya的后部。

• 小心避免挤压电线，将开关按下到位。

17. 连接稳压器输入

• 将B线（＃1，黑色）从电池和B +线从开关（＃3，红色）拉到Kaya的后部。
• 将这些电线的叉形连接器连接到接线盒，参考组装说明。
• 这些电线应整齐地布置在接线盒下方的MakerBeams之间。

• 使用叉形铲连接器将电线＃4至＃7连接至接线盒。
• 参考照片和电缆订购的装配说明。 将叉子连接到接线端子后向下弯曲，以便更好地贴合。

• 将其他电缆塞入底座（Kaya_Nano_Base）下方并插入电子设备托架（Kaya_Electronics_Bay）。
• 将＃4和＃5电缆连接到12V稳压器IN +/-，将电缆＃6和＃7连接到5V稳压器IN +/-。
• 请注意，12V调节器上的连接按顺序排列+ IN，-IN，-OUT，+ OUT，如组装说明中所示。

18. 连接稳压器输出

• 将一个2.1 x 5.5mm的公插头尾纤连接到5V稳压器外螺纹端子上。 请注意，棕色线是+，蓝线是 - 。 （中心正极性。）

• 将＃8和＃9电缆的叉形连接器连接到12V稳压器OUT-和OUT +。

• 将裸线末端连接到Dynamixel Power Hub螺丝端子，将电缆穿过底座或围绕底座（Kaya_Nano_Base）。

19. 安装接线端子

• 使用3个MakerBeam螺母和2个M3 x 8mm螺钉将接线盒安装到框架上。
• 在接线盒右侧前面滑动一个额外的螺母，以便以后使用接线盒盖（Kaya_Terminal_Block_Cover）。
• 仅使用前面的一组安装孔，尽可能远地将接线盒放置在后面。

20. 安装Dynamixel Power Hub

• 将松散的Dynamixel电缆从伺服电机ID3连接到Dynamixel Power Hub上的任何端口。
• 使用另一个Dynamixel线缆将USB2AX连接到Dynamixel Power Hub。
• 使用2个M2x6螺钉将Dynamixel Power Hub安装到底座（Kaya_Nano_Base），如下所示。

21. 连接wifi天线网卡

• 将小型天线电缆连接器（U.FL / AMC / UMCC / IPX）连接到Wi-Fi卡。
• 这些应该在垂直压力下卡入到位，但可能难以使用。
• 将卡放在平坦的表面上以获得最佳杠杆可能会有所帮助。
• 注意不要损坏卡上的连接器，并尽可能避免断开连接并重新连接。

22. 安装无线网卡

• 首先卸下2个十字螺钉，然后卸下2个侧面的闩锁，从载板上卸下Jetson Nano模块。
• 连接Wi-Fi卡并使用附带的螺丝固定。

• 重新连接并固定Jetson Nano模块的载板。

23. 安装nano

• 使用4个M2 x 6mm螺钉将Jetson Nano Developer Kit安装到Kaya_Nano_Base，如下图所示。
• 对于电缆管理，将天线电缆卷绕在Jetson Nano下面可能会有所帮助。
   - 在载板上标有“ADD JMPR TO DISABLE USB PWR”的插头引脚上添加跳线，以便通过5V桶式插孔连接为Jetson Nano供电。

24. 安装相机

• 使用2个M3 x 5mm螺钉将RealSense相机连接到Kaya_Realsense_Mount。
• 使用3个M3 x 8毫米螺钉和3个M3螺母将摄像机支架（Kaya_Realsense_Mount）连接到摄像机桥（Kaya_Realsense_Bridge）。
• 将USB-C电缆连接到RealSense摄像头。

25. 将RealSense Bridge连接到Jetson Nano Base

• 使用4个M3 x 8mm和4个M3螺母将摄像机桥（Kaya_Realsense_Bridge）连接到底座（Kaya_Nano_Base）
  

26. 组装轮子

• 使用1个M3 x 35毫米螺钉将每个Omni轮连接到外轮毂（Kaya_Wheel_Hub_Outside），车轮本身，然后进入内部轮毂（Kaya_Wheel_Hub_Inside）。 小心不要过度紧张。

• 螺纹锁固器可用于防止这些紧固件松动。

27. 安装接线端子盖

• 使用步骤19中的额外MakerBeam螺母，使用M3 x 5mm螺钉连接端子块盖（Kaya_Terminal_Block_Cover）。

28. 将电缆连接到Jetson Nano

• 将RealSense相机和USB2AX连接到Nano上的前2个USB连接器。

• 确保电源开关未设置为“ON”。

• 将桶形插头电缆从接线盒盖（Kaya_Terminal_Block_Cover）后面的5V稳压器布线，然后插入Jetson Nano的桶式插孔输入端。

• 切勿将5V桶形插头电缆连接到Dynamixel Power Hub的桶形插孔输入。 这可能会对电压调节器造成不可逆转的损坏。

• 将IMU的跳线连接到Jetson Nano GPIO引脚，参考组装说明和您之前关于线颜色的说明。

29.清理电缆并打开电源

• 将前面的Dynamixel电缆放在12V稳压器和MakerBeam前面。

• 根据需要连接其他Dynamixel和电源线。

• 安装电池并确保其卡入到位。 如果有电阻，请检查电缆和任何剩余的3D打印支撑材料，确保端子不弯曲。

• 将推动器（Kaya_Pusher）向下滑入推进器支架（Kaya_Pusher_Mount）进行安装。

• 恭喜你，你已经完全组装了一个Kaya机器人！ 享受您的新创作和Isaac Robot Engine的乐趣！

关于耗电量大的应用的注意事项：

• 在Jetson Nano上运行要求更高的应用程序时可能会遇到问题，尤其是在“MAX-N”模式下运行时。

• 如果担心Jetson Nano过热，请注意3D打印的PLA塑料部件不会与散热器接触。 Kaya没有配备风扇来帮助冷却。 Jetson Nano开发套件提供4针连接器，可容纳5V PWM风扇。 但是，向Kaya添加风扇需要删除或自定义修改多个3D打印部件。

• 提高5V稳压器的标称输出电压有助于防止瞬态电压骤降的影响。 这可以通过在Pololu 5V稳压器板上的FB和GND引脚之间焊接通孔电阻来实现。 电阻值为82.5 kOhm时，额定输出电压增加到5.143V。

• 下图显示了正确安装的电阻器。

• 还可以在调节器输出端子上放置一个电容器（100-1000 uF），以进一步防止瞬态电压波动。
• 有关更多信息，请参考Microchip MIC2101的数据表。