Eles “esfolaram e desmontaram” o famoso cão-robô de Yushu na Internet e descobriram o segredo de seu andar de cabeça para baixo.
Este é o melhor robô H1 da Gala do Festival da Primavera do Ano da Cobra. Tornou-se popular em todo o país com sua habilidade única de jogar lenços.
Este é um robô humanóide G1 que pode dar cambalhotas e retrocessos e é hábil em todos os tipos de artes marciais.
Todos eles vêm da mesma empresa, Unitree Technology (Unitree), mas na verdade, antes desses robôs humanóides se tornarem famosos, a Unitree havia feito um grande sucesso com seus cães-robôs. Ele apareceu no Festival de Gala da Primavera antes do primeiro semestre e também apareceu no Super Bowl, nos Jogos Olímpicos de Inverno, nos Jogos Asiáticos e em outros eventos.
Yushu tem uma ampla variedade de cães-robôs, incluindo a série Go de nível consumidor, a série A de nível de pesquisa científica e a série B de nível industrial.
Entre eles, nas principais plataformas de comércio eletrônico, o preço inicial atual do Go2 está próximo de 10.000 yuans, o que equivale ao preço de uma placa gráfica comum. Esse preço também o torna mais parecido com um produto eletrônico de consumo relativamente sofisticado e orientado para o mercado:
- Go2 Air: Adequado para aplicações leves e uso doméstico.
- Go2 Pro: Recursos aprimorados para missões mais exigentes.
- Go2 Edu: como plataforma de aprendizagem e experimentação para fins educacionais
Talvez precisamente porque o Go2 é relativamente acessível e posicionado perto do público, o conhecido site de reparos iFixit também está de olho neste cão-robô e convidou especialmente o especialista em robótica Marcel Stieber para realizar um desmantelamento aprofundado dele.
Antes que o cão-robô vá para a "mesa de operação", a energia deve ser primeiro desligada
Antes de ir para a “mesa de operação”, medidas de segurança são essenciais.
A remoção da bateria é um processo padrão. Retire a bateria da lateral do cão-robô, desparafuse alguns parafusos Torx e remova a tampa do compartimento da bateria. Você pode ver a interface Pogo Pin usada para conectar a luz indicadora de energia superior.
Deslize a bateria para fora da caixa de plástico e sua estrutura fica clara à primeira vista: ela inclui a interface principal, a interface da porta de carregamento e uma série de grandes tiras de cobre para condução. Este material é bastante sólido e pode reduzir a geração de calor.
O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) está localizado na parte traseira da bateria e é conectado à luz indicadora de energia externa por meio do Pogo Pin. Esta interface pode transmitir facilmente o sinal BMS para o indicador de bateria, permitindo aos usuários ver visualmente a carga restante da bateria.
A bateria padrão do Unitree Go2 é de 8000mAh, com duração de cerca de 1-2 horas. A bateria opcional mais longa é de 15.000mAh, o que é bom para jogos diários, mas pode não ser suficiente para trabalho real. O núcleo da bateria consiste em um conjunto de células 18650 de 32 células, que também é um tipo de célula relativamente maduro e comum.
De acordo com a logomarca, sua data de produção é 6 de março de 2024.
Remova os parafusos que prendem a placa de circuito BMS e abra-a com cuidado. Você pode ver o chip de gerenciamento de carga abaixo e uma placa de subcircuito que conecta cada sequência de bateria (rotulada BT1 a BT8). No entanto, as marcações do modelo no chip BMS parecem ter sido gravadas a laser, impossibilitando a identificação do modelo específico.
Os heróis por trás da durabilidade são esses “produtos baratos”
Desparafuse a tampa superior e remova a caixa.
A primeira coisa que chama a atenção é uma pequena ventoinha de resfriamento. No canto superior esquerdo está uma placa de comunicação sem fio, marcada com um ponto de conexão GNSS (Global Navigation Satellite System) e outra interface de antena. Está conectado por um cabo coaxial. Os especialistas especulam que isso pode ter funcionalidade Wi-Fi integrada.
Além disso, podemos ver uma interface Ethernet, mas não foi projetada especificamente para usuários, é mais provável que seja usada principalmente para depuração de fábrica, solução de problemas ou manutenção interna.
Outra descoberta foi o conector XT30.
Este é um conector de alimentação pequeno e de alta corrente que é amplamente utilizado em cenários que exigem grande transmissão de corrente, como drones, modelos de aeronaves, ferramentas elétricas, fontes de alimentação externas, etc. Durante a depuração de hardware, ele pode ser usado como caminho de entrada de energia de backup, permitindo que a placa-mãe seja alimentada para depuração sem bateria.
A área da unidade de processamento principal é claramente identificável, e sua aparência e tubos de calor e aletas equipados são semelhantes aos da placa NVIDIA Jetson. Além disso, você também pode ver várias interfaces de ventilador reservadas e algumas portas de depuração.
Vários conectores de alta potência para conectar motores ou atuadores também estão integrados na placa-mãe.
Na verdade, dentro deste cão-robô, o uso desse tipo de fita à base de tecido é bastante comum e a finalidade é muito clara. É normal que o cão-robô esbarre um no outro, e a fita pode fixar os cabos e evitar que os conectores se soltem.
Para desmontar o sensor frontal, você precisa remover cuidadosamente a fita adesiva que o cobre e, em seguida, usar uma alavanca para desconectar cuidadosamente os dois conectores do cabo. Como esse pequeno conector é relativamente frágil, a alavanca deve ser estável, precisa e leve.
Ao inspecionar o módulo frontal, há rachaduras óbvias no invólucro de plástico. Obviamente, este cão-robô foi largado com frequência. Felizmente, a maior parte desses danos não afeta a função. Pode ser preenchido com resina epóxi e o custo não é alto.
Ao final do vídeo, os especialistas continuam realizando uma desmontagem mais aprofundada da área da placa-mãe.
Foi outra operação de rotina, como desmontagem e desmontagem, e os conectores conectados ao módulo GNSS (recebendo sinais do sistema global de navegação por satélite), MCU (presumivelmente um microcontrolador) e outros componentes foram cuidadosamente retirados, e os conectores foram cuidadosamente etiquetados para evitar confusão subsequente.
Continue removendo os conectores de alta potência dos motores (rotulados como C-, C+, etc.), o conector de alimentação da bateria e um pequeno conector de comunicação da bateria.
Depois de remover a outra ventoinha da placa-mãe, descobriu-se que há mais locais de montagem de ventoinhas reservados nesta área.
A vantagem deste design é que a versão mais avançada do cão-robô gerará mais calor devido à sua configuração mais alta (como um processador mais forte), e mais ventiladores serão necessários para dissipar o calor.
No entanto, há desvantagens em instalar mais ventiladores: mais ventiladores sugarão mais poeira e consumirão mais eletricidade. Como resultado, ou é necessária uma bateria maior para alimentar o robô ou a vida útil da bateria do cão-robô será reduzida.
Em seguida, remova os dois conectores RF (radiofrequência) e marque-os também para garantir a conexão adequada posteriormente.
Desparafuse todos os parafusos que prendem a placa-mãe no lugar e remova-a cuidadosamente do chassi. Após remover a placa-mãe, você poderá ver os parafusos que prendem as partes superior e inferior do chassi. Depois de todos desaparafusados, você pode separar o chassi e ter uma visão clara.
O mais caro, mas também o mais seguro
Lidar é a chave para o Go2 detectar o ambiente.
Seu princípio de funcionamento é mapear o ambiente circundante e realizar a detecção de obstáculos emitindo laser e medindo o tempo de eco da luz refletida. Simplificando, o robô usa informações predefinidas sobre a velocidade da luz e um temporizador de alta precisão para calcular a diferença de tempo entre a emissão do laser e a recepção dos sinais refletidos, determinando assim a distância e a forma do objeto.
Go2 está equipado com o Unitree 4D LiDAR-L1 da própria Yushu.
Este é um lidar 4D (posição 3D + escala de cinza 1D), que tem a capacidade de obter amostragem de laser de alta velocidade 21.600 vezes por segundo e pode detectar objetos tão próximos quanto 0,05 metros e tão distantes quanto 30 metros (90% de refletividade).
L1 possui uma IMU (Unidade de Medição Inercial) integrada com uma faixa de temperatura operacional de -10°C a 60°C. Ele é conectado à interface Tipo C por meio de um módulo adaptador para transmissão de dados e fonte de alimentação. O campo de visão (FOV) é estendido para 360° horizontalmente e 90° verticalmente, permitindo a detecção de espaço tridimensional com um campo de visão hemisférico.
Antes de desmontar o módulo Lidar, é necessário desparafusar os quatro parafusos que fixam a gaiola protetora do módulo.
Esta gaiola protetora feita de aço soldado espesso é obviamente projetada para proteger os caros sensores internos quando o robô cai ou bate – você sabe, o custo deste LiDAR-L1 sozinho pode representar mais de um quinto do preço de toda a máquina.
Em seguida, remova um parafuso extra escondido sob a perna e desconecte o cabo de conexão para liberar e remover todo o módulo Lidar.
A estrutura do módulo Lidar contém dois eixos de rotação: o eixo de rotação principal do anel externo é acionado pelo motor inferior para obter a varredura horizontal; o eixo de rotação secundário interno (com um refletor) gira rapidamente para obter varredura e corte vertical. Os dois se combinam para fornecer uma visão 3D do ambiente.
Aqui, um detalhe precisa ser acrescentado.
Nos círculos acadêmicos e industriais, 4D geralmente se refere à adição de uma dimensão de tempo (T) a um espaço tridimensional (eixos X, Y, Z). Por exemplo, no campo da direção autônoma, o lidar 4D não deve apenas fornecer informações tridimensionais sobre a posição dos objetos, mas também ser capaz de rastrear as mudanças de movimento dos objetos ao longo do tempo.
Embora o Unitree 4D LiDAR-L1 se autodenomina um lidar 4D, o 4D aqui se refere a informações de posição 3D mais informações em escala de cinza 1D. 4D (3D + tempo) no sentido tradicional não é completamente consistente, por isso não é de admirar que os especialistas pensem que esta nomenclatura é uma espécie de artifício de marketing.
O segredo de andar de cabeça para baixo está escondido aqui
O cão-robô Unitree Go2 tem um total de 12 motores articulados em todo o corpo.
Esses motores são distribuídos nas articulações dos membros do cão-robô, permitindo-lhe realizar ações flexíveis, como pular, esticar, apertar as mãos e até andar complexos, como andar de cabeça para baixo, virar-se e levantar-se de forma adaptativa e escalar continuamente.
Com base em observações, os especialistas determinaram que cada perna contém três motores: um controla a articulação do quadril, a articulação do joelho (parte da coxa) e o outro impulsiona a expansão e contração da panturrilha.
Desparafuse os parafusos que prendem o conjunto do motor da perna externa no lugar e separe-o da perna superior para revelar o motor e os conectores. Uma característica interessante do projeto é a colocação de vários capacitores alternando entre os orifícios dos parafusos.
A conexão conjunta usa um mecanismo de engrenagem interligado. A superfície de contato é uma superfície metálica usinada em CNC para garantir a resistência da transmissão de força. O "colar" de plástico externo desempenha principalmente a função de fixar as duas partes.
Este design pode ser intencional. Quando submetida a forças externas extremas, a peça plástica ou um determinado ponto de conexão quebrará primeiro, protegendo assim os componentes principais mais caros (como o motor e a placa-mãe) contra danos e reduzindo os custos de reparo.
Depois de mexer novamente na cola, desconecte os três conectores que conectam o motor.
Felizmente, o próprio conector possui um design infalível, o que pode evitar a inserção incorreta no futuro. Ao estender e retrair manualmente as pernas, você pode observar que o motor interno aciona o movimento da parte inferior das pernas através de um redutor, proporcionando um torque considerável.
A desmontagem do iFixit não penetrou profundamente na parte interna da perna, mas eles usaram um tomógrafo Lumafield para dar uma olhada. Onde a perna se conecta à articulação do quadril, os dois componentes são conectados entre si por meio de uma articulação metal com metal.
O método de conexão é muito forte, e a força principal (como a força gerada quando o cão-robô corre, salta ou carrega peso) é transmitida através deste ponto de conexão, o que também confirma o julgamento anterior.
Passear “Go” também é passear com o cachorro, é útil e divertido
Após a desmontagem, os especialistas concluíram que este cão-robô é altamente integrado.
O design modular também é uma vantagem. Em teoria, qualquer módulo quebrado pode ser substituído. Tudo está conectado a uma placa-mãe, o que simplifica a fiação, mas também significa que se houver algum problema com a placa-mãe, o impacto pode ser grande.
Já reclamei do problema da cola antes. Embora possa ser reforçado, dificulta o primeiro reparo. Porém, depois de se familiarizar com ele, é aceitável. Mais importante ainda, devido ao uso extensivo de conectores em vez de soldagem rígida, o limite de manutenção é bastante reduzido.
▲ Fotos do site oficial da Yushu Technology
As pernas (particularmente as extremidades dos pés propensas ao desgaste, que podem ser substituídas por parafusos) são projetadas tendo em mente a capacidade de substituição e podem até suportar reparos em campo. Pode haver pontos em comum entre as peças (como pernas do mesmo lado ou na diagonal), permitindo fácil substituição ou utilização de peças recicladas.
A arquitetura geral é relativamente simples e clara (placa-mãe, sensor, bateria) e todos os componentes e interfaces não são complexos, o que é útil para solução de problemas. A desmontagem também revelou espaço reservado para as versões Pro e Education, permitindo módulos de computação mais potentes e ventiladores adicionais.
Pode-se dizer que com base no design modular e do conector, o Go2 possui um certo grau de manutenção. Pelo menos em teoria, você não precisa desmontar todo o cão-robô apenas para substituir peças pequenas. No entanto, a dificuldade real de operação é outra questão.
É claro que o Go2 apresenta falhas de design.
Os especialistas também apontaram que o lidar está enterrado muito fundo e é difícil de substituir; a estrutura do pescoço parece fina. O ambiente em que o cão-robô é utilizado determina que ele inevitavelmente cairá e baterá. Será que essas partes aparentemente frágeis conseguirão resistir às quedas e colisões acumuladas? Vale a pena perguntar.
Finalmente, se você está pensando em comprar um Go2, espero que este relatório de desmontagem possa lhe fornecer alguma referência. Como um cão-robô de quatro patas de 10.000 yuans, o Go2 é de fato um bom ponto de partida.
Não é perfeito e ainda há espaço para melhorias em termos de duração e durabilidade da bateria, mas é bastante útil e interessante. Afinal, passear “Go” também é passear com o cachorro, e não há necessidade de se preocupar com pelos de cachorro voando pelo chão.
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