今天又在开源平台学到新技术了！

你看！这个足轮机器人可以——侧身倾斜、高低腿。

可以随时进行高度调节。

因为快速移动、机动转向功能，它的运行总是纵享丝滑……

它，就是——可以跳跃的足轮机器人！

除了上述功能，这个机器人还成功实现了——自平衡、弹跳越障、wifi遥控、ps4手柄蓝牙无线遥控、无线调参、参数回传与显示等11种功能。

那么问题就来了！

如何实现上述功能？

软硬件如何设计？

想复刻一个有哪些注意事项？

DIY成本又花多少呢？

硬件设计说明

原理图

PCB

1.供电部分

供电采用三节18650，可提供12V电压、3000mAh的容量。

12V可以直接给foc电机供电；foc电机输出5v给主控板供电，从而节省12转5v供电电路。

采用12v转7.2vDC/DC芯片TPS5450DDAR有最大5A的电流给舵机供电。

2.主控电路部分

主控芯片采用STM32F407。

ESP32为其提供无线遥控功能，可以使用wifi控制、调参，可以使用PS4手柄连接其蓝牙进行遥控。

不直接使用ESP32作为主控的原因是——其编译和烧写速度太慢，难以忍受。

使用STM32可以使用jlink烧写。

使用arduino框架在vs code的platformio平台下编译，速度也是足够快的。

3.其他部分说明

①IMU：使用MPU6050通过IIC和STM32通讯。

②OLED：使用0.91寸OLED屏通过IIC和STM32通讯。

③EEPROM：使用AT24C04通过IIC和STM32通讯。

④FOC电机接口：FOC电机采用的是simplefoc 2805电机作为轮子动力，FOC电机可以极大的提升机器人的平衡能力。

⑤舵机接口：使用20kg舵机作为腿部动力，大动力舵机拟实现改变重心、左右平衡和弹跳。

⑥烧写调试接口：STM32的SWD接口和一路调试串口。

⑦电量检测：一路STM32的ADC通道。

⑧Micro USB 5V&USB-UART：ESP32烧写调试电路。

⑨5V to 3.3V：STM32、ESP32、MPU6050等芯片供电。电路中有多路5v供电，为保护电路使用BAT760-7二极管。

软件说明

本项目使用VSCode+PlatformIO开发。

使用arduino库+FreeRTOS操作系统，创建多任务管理各部分功能：

1.STM32主控功能

对于中心随腿部运动而变化的车体，其平衡及前进转向控制采用多个LQR控制器，LQR控制器可以极大的提升机器人的平衡能力以及控制效果。

2.ESP32无线功能

无线功能可以使用轮趣科技手机APP通过WiFi进行调参和遥控，也可通过PS4手柄通过蓝牙进行遥控。

设计注意事项

①项目成本400多元。

②项目核心技术点在于FOC电机和LQR算法。

③PS4手柄在项目调试使用期间，不可链接PS4或手机等其他设备。否则会导致PS4手柄无法连接ESP32，除非更换新的ESP32芯片（原因不明）。

④跳跃能力会在后续进行调试。

⑤本项目中的主控程序和无线程序源码、结构模型文件、及3D打印文件已全部开源在附件中，皆为最终版本。

成本公布

根据网上的资料显示，DIY一个足轮机器人的成本，在1万元左右。

而这个足轮机器人，成本未到5位数，也未到4位数。

仅400多元。

其实性价比很高了。

本次足轮机器人的作者本身就是在职工程师，经验比较成熟，不需要太多试错成本。

如果你手头现有的物料少，经验少，研发成本自然也会增长一些。

开源说明

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

本项目使用CC-BY-NC-SA 3.0开源协议，即知识共享许可协议-署名-非商业使用-相同方式共享。

①CC：知识共享许可协议。

②BY：署名，您必须给出适当的署名，提供指向本许可协议的链接，同时标明是否（对原始作品）作了修改。

③SA：相同方式共享，如果您再混合、转换或者基于本作品进行创作，您必须基于与原先许可协议相同的许可协议分享发布您贡献的作品。

④NC：非商业使用，您不得将本作品用于商业目的。

参考资料：

[1]

— 完 —

嘉立创EDA·头条号

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