球平衡机器人制作全攻略

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去年,我做了这个球平衡机器人,它能通过本身的平衡系统站在一个球上保持稳定
因为机器人和地面之间只有一个连接点,所以它比传统的轮式机器人更灵活,而且它不需要转 弯就可以转移到任何方向。对传统轮式机器人来说,当其重心太高时就很可能会摔倒,但对这种机器人而言,这种问题将不复存在。而且该机器人的应用程序可以应 用于狭窄、拥挤和干扰的环境中。所有,这种机器人可以用于许多领域,比如安全机器人,探险机器人和娱乐机器人等。
这只是一个平台,并没有任何实际应用,但是我们可以根据具体情况添加各种不同的功能。例如,你可以添加避障的应用,你也可以通过网络定位和控制让你的机器人在办公室实现文档交付的功能。
更重要的是,有两种方法可以用于控制该机器人:手持无线遥控和使用Kinect控制。通过使用Kinect,你可以用你的身体来控制汽车,可以增添很多的乐趣。
球平衡机器人制作包括的软硬件如下:
软件包括:WPF程序、Kinect SDK、AForge.NET、PID算法、卡尔曼滤波算法、AVR MCU程序和STM32 MCU程序。
硬件包括:陀螺传感器、加速计、地磁传感器、无线模块、WIFI模块、相机、Kinect、STM32 MCU、Atmega16 MCU、有刷直流电机(带齿轮箱)、编码器、直流电机驱动、控制器电源和电机电源。
你可以在我的网站看到更多的项目。
现在让我们开始构建这个机器人。
步骤1:给有刷直流电机添加万向轮
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这个机器的平衡系统,需要3个有刷直流电机。每个电机都需要一个支架来连接有刷直流电机,并且使用万向轮来驾驶球。
制作程序:
1. 给有刷直流电机安装电机支架;
2. 给每一个有刷直流电机添加一个万向轮。
步骤2:制作直流电动支架
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为了能在机器人身上连接直流电机,我使用铝型材制作了3个支架,然后在支架上面钻孔以方便连接。
制作程序:
1. 将一块铝型材切割成支架;
2. 将另外两块铝型材切割成同样形状的支架;
3. 在支架上钻几个连接孔。
步骤3:将电机添加到亚克力板
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制作支架之后,我使用激光切割机将亚克力板切割成三块,作为机器人的主体。然后,连接它们在一起,制作机器人的机械部分。
制作程序:
1. 使用激光切割机将亚克力板切割成三块;
2. 在其中一块板上钻孔,并在上面安装电机支架;
3. 将另外两个支架安装在板上;
4. 将有刷直流电机安装在每个支架上;
5. 添加球;
6. 安装另外两块板。
步骤4:添加电子模块
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将电子模块添加到机器人上。
步骤5:添加另外三个万向轮
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通过我从步骤1到步骤4建立的机器人,我发现仅仅在每个有刷直流电机上安装一个万向轮是不够的,所以我又添加了另外一个万向轮。添加了新的万向轮之后,机器人就可以工作得很好了。
步骤6:制作控制器
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在这里,我使用了两种方式来控制机器人。一种方式是使用无线遥控器,另一种方式是使用Kinect控制器。
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