企业官网建设流程全解析

性能参数：

前面我们只是基于铁蛋一代驱动板+外部云台电机进行开发，这里我们基于小米铁蛋一代电机本体和驱动板进行固件开发，首先电机各项参数如上图

机械结构：

关于电机的机械结构我们可以参考小米官方的专利： CN214591037U - 机器人及其伺服电机 - Google Patents

拆解图如下：

1、拧开侧面的8颗螺丝就能拆开电机和减速机，侧面8颗螺丝都打了螺纹胶，电机形态为大直径薄型。

2、可以看到电机定子是36槽，内转子外圆表贴，磁钢为21对极，磁钢贴在太阳轮外圈，和转子轴同轴。这种转子和减速机太阳轮一体同轴的设计有惯量小、扭转刚度高、轴向长度短的优点。
绕组为FSCW。
减速机齿轮拓扑结构是三个行星轮组成的一级 NGW 型（N=内啮合 G=公用行星轮 W=外啮合）行星机构，同一个行星轮同时一边和太阳轮做外啮合，另一边和内齿圈做内啮合，就是最常见的单级行星减速器

整个动力链传输路径是：

三相 PMSM │ ▼ 转子轴/太阳轮 │ ├── 电机侧磁编码器 │ ▼ 3 × 行星轮 │ 固定内齿圈 │ ▼ 行星架 │ ├── 输出端 Hall 磁铁 │ ▼ 关节输出轴 / 输出法兰

系统理念类似高转矩密度 PMSM + 低减速比 planetary，都是 QDD（Quasi-Direct Drive，准直驱） 关节思路，通过低减速比使输出端仍然保留很强的力透明性和动态性，同时尽量让输出端保持良好的反驱性，提高抗冲击能力；

这种设计优点是高动态、爆发输出，但不适合长时间大转矩静态保持，因为小减速比的原因会导致大转矩电流也大，发热严重，同时行星齿轮的齿隙也比谐波减速机大。

反驱是：外部力量作用关节->减速器反向转动->带动电机转子, 比如机器狗脚落地后，地面对腿产生冲击力。如果关节具有很好的反驱性，那么外力可以把输出轴推回去，进而带动电机转子运动，保证冲击力大部分由电机柔性吸收而不是直接完全由硬性减速机吸收；

你用手去掰一个断电关节：如果很轻松就能转动，就是反驱性好；如果像锁死一样很难动，就是反驱性差。真正决定反驱性的主要不是有没有减速器，而是：减速比+摩擦+传动效率+电机反射惯量，其中减速比尤其重要。

编码器设计：

总体思路为高精度电机单圈角度 + 输出端粗绝对扇区 = 关节绝对角度，根据小米专利设计说明输出端Hall传感器数量和减速比一致。

电机端编码器：

AS5047 14bit高精度磁编码器

输出端编码器：

六个MT9105线性Hall编码器60度间隔环形排列 + 行星架条形磁铁。MT9105的电压-磁场关系如下：

编码器磁铁和磁场如下

这里我们用磁极观察片(膜)观察电机端编码器磁铁和输出端编码器磁铁的磁场，膜片上方有有一片彩色区域对应输出端长条磁铁的磁场图像，没有线条将其分割，说明是厚度充磁。 膜片中间有一片彩色区域对应电机端圆柱形磁铁的磁场且有线条分割，说明是径向充磁。

【如何使用磁极观察片(膜)观察圆柱形和方形磁铁的充磁方式】-CSDN博客

电机输出端旋转一圈后实际采集的六个线性Hall的电压如下，可以看到由于输出端编码器条形磁铁是厚度充磁，对于Hall传感器来说只有单方向磁场，所以输出的电压在1.65V - 3.3V之间，而不是0V-3.3V。

电机参数：

对电机进行参数辨识得到Ld为195uH，Lq为393uH，电阻0.26欧姆，磁链3.694 mWb（参考系是FOC等幅值变换）、转子等效转动惯量J=7.92e-5 kg·m²。

这里奇怪的地方关键在于Ld和Lq电感差异为何如此之大，作为表贴式的电机是比较反常的，根据前面电机的定子槽数和极对数我们可以认为电机绕组是FSCW （Fractional-Slot Concentrated Winding，分数槽集中绕组）设计。
优点是端部绕组短（相电阻小，铜耗发热低）、容易做成短轴向大直径结构、制造方便；
缺点是槽效应明显、空间谐波较多；

所以我这里通过HFI辨识得到的电感不一定完全是有效基波电感，更可能是 L(θ) = L0 + L2*cos2θ + Lh(θ) ，其中Lh(θ)是各种槽谐波，且HFI辨识的频率和电机实际工作点电频率不完全一致，至于dq轴电感差异大的具体原因还需要进一步探究，也不能仅仅根据这一点就认定可以进行MPTA控制，更保险的是测定不同dq电流下的磁链数据表；

固件链接：

Baseline-K/xiaomi_cyberdog1 还有很多不完善的地方，仅供参考