平衡自行车+独轮车 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 Standard

1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

专业版 professional

1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

标准版 平衡自行车+独轮车

简介:一款基于动量轮的平衡自行车与独轮车的通用工程

开源协议: MIT

(未经作者授权,禁止转载)

工程来源: 克隆自 通用型小车底盘驱动器

创建时间: 2022-02-23 11:35:33
更新时间: 2023-12-08 11:29:44
描述

开源链接:https://gitee.com/hvan/unicycle(或见附件)

视频演示:

动量轮式独轮自平衡机器人_哔哩哔哩_bilibili

动量轮式平衡自行车_哔哩哔哩_bilibili

 

一、独轮车

机身全3D打印,动量轮可选用95mm或70mm,本工程使用的是无刷电机动量轮模组

目前,独轮机器人平衡控制算法主要采用线性控制方法,例如PID、滑膜控制算法、LQR

算法以及状态反馈控制算法等等,PID因其控制简单,不需要精确数学模型而被广泛利用。

独轮车相当于是双轮平衡车与平衡自行车的结合,需要在X、Y轴上同时保持平衡,因此,

只需要利用陀螺仪数据,加上XY方向的PID即可实现平衡,实现行走,只需改变速度环的

目标值即可。

所有开源文件见附件或文首链接。

fr2EiKzjk4sJTpFuonREaapyuZ8BoHNDkGsSRepq.png

9hJWc3XMeYl0u4CWFLhKXEvJFWqF7DcVGaIwM5Me.png

 

qBqjnkniS2o0e3nhMS4meLkJYt2B4grMhMoepEOG.png

 

二、平衡自行车

1:简介

作品来源:

动量轮自平衡自行车STM32_PID(开源-含硬件资料)

借用原作者的结构,重新设计软硬件(基于HAL库),如果需要3D文件的还请移步上面链接

2、主要材料清单:

(1)、3D打印车架(可去立创三维猴)

(2)、微型轴承2*6*2.5两个

yW8Ttm4YRulwqXsZxCmKbCF6CzjPp6hPYGuakPAA.png

(3)、铁轴

1.5CM一根

3CM一根

Ed3oBIkYGEQafvu0x5wfohrxZSrisKjqIgH7AoGk.png

(4)、玩具轮胎27mm,39mm

JNvmcRtzpObBuCraLwWhxkfd2n67zYrHxrvlGfC0.png

(5)、滑轮13mm

YOwTXk21ZRGA9O6eOc6qaFUFaH2nHtNrV9akl7hN.png

(6)、数字舵机

FaLbCItKtxEOK7eyD1cvX42FvfFZqJoe0igNGpjy.png

 

LjXae7OxgOOBWzi57RdIWJxYsBJtI6iuVRmlj7Wb.png

 

rr2ete6Y99LvOMALbpmi3Ac8RwVWhiqwjM9rBNhZ.png

 

 

注意:

1、如果使用本工程PCB,请根据BOOM表自主选择元器件。附件给出了N20电机轴与后轮连接的3D打印文件,N20电机可选择无编码器的(价格便宜)

2、程序中遥控控制使用的是:迷你遥控器 - 立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

3、相关原理见附件论文

4、MCU可选用GD32F103C8T6,目前相对比较便宜

 

 

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
未生成预览图,请在编辑器重新保存一次
ID Name Designator Footprint Quantity
1 0.1u C1,C4,C6,C7,C12,C16,C17,C19,C20,C25,C33 C0402 11
2 10u C2 C0603 1
3 100nF C3,C21,C22,C23,C24 C0402 5
4 8.2n C5 C0402 1
5 10p C8 C0402 1
6 1n C9 C0402 1
7 47uf C10 C1206 1
8 1u C11,C13 C0402 2
9 10u C15 C0805 1
10 2.2n C26 C0402 1
11 100u C27 C1210 1
12 0.1u C28,C29,C30,C31,C32 C1206 5
13 XT30UPB-M CN1 CONN-TH_XT30UPB-M 1
14 3脚晶振 CR1 OSC-SMD_3P-L3.2-W1.3-P1.2-L 1
15 LED0 D1,D2 LED0603-R-BI 2
16 DSK120 D3 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
17 0.05,0.15A F1 F1210 1
18 HDR-F-2.54_1x8 H1 CONN-SMD_ZH1.5-8P_SMD 1
19 HDR-F-2.54_1x6 H2 CONN-SMD_ZH1.5-6P_SMD 1
20 HDR-F-2.54_1x3 H4 HDR-F-2.54_1X3 1
21 HDR-F-2.54_1x4 H5 CONN-SMD_ZH1.5-4P_SMD 1
22 HDR-F-2.54_1x4 H6 HDR-F-2.54_1X4 1
23 6.8uh L1 IND-SMD_L4.2-W4.2_MS0420-2R2M 1
24 59k R1 R0402 1
25 10.2k R2 R0402 1
26 1.96k R3 R0402 1
27 10k R4 R0402 1
28 1k R5 R0402 1
29 10K R6,R24 R0402 2
30 510 R8 R0402 1
31 1K R9 R0402 1
32 4.7k R12,R13,R14 R0402 3
33 SW-PB S1 KEY-SMD_K2-1806SA-AXXW-XX 1
34 SS12D10G4 071 SW4 SW-TH_SHOU-HAN_SS12D10G4 1
35 TPS54331DR-YJLTY U1 SOIC-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
36 TB6612FNG(O,C,8,EL U2 SSOP-24_L8.4-W5.8-P0.65-LS7.8-BL 1
37 STM32F103C8T6 U3 LQFP-48_L7.0-W7.0-P0.50-LS9.0-TL 1
38 CH340N U4 SOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1
39 RT9013-33GB U5 SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BR 1
40 MPU-6050_C24112 U7 QFN-24_L4.0-W4.0-P0.50-BL-MPU-6050 1
41 TYPEC-307DSW-ACP16 USB1 USB-C-SMD_TYPEC-307DSW-ACP16 1

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