复刻桌面轮足机器人,办公桌面的趣味移动搭子!
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🤖 复刻桌面轮足机器人,办公桌面的趣味移动搭子!
文章摘要:本文详细介绍了一款基于ESP32的微型轮腿机器人复刻项目。该机器人采用轮式+腿式混合结构,通过FOC算法驱动无刷轮毂电机,支持WiFi远程控制。文章涵盖硬件选型、PCB设计、软件架构及制作流程,适合机器人爱好者学习参考。
📖 项目介绍
什么是轮腿机器人?
轮腿机器人是一种结合了轮式移动和腿式运动优点的混合型机器人。它既能像轮式机器人一样在平坦地面高效移动,又能通过腿部结构调整姿态、跨越障碍,兼具灵活性与稳定性。
为什么选择这个项目?
- 🎯 学习价值高:涵盖机械设计、电路设计、嵌入式开发、控制算法等多个领域
- 🔧 制作难度适中:零件易获取,代码开源,适合DIY入门进阶
- 🎮 趣味性强:WiFi遥控、网页操作,可作为桌面玩具或展示作品
📺 视频作者:B站 @鸿尘客
🔗 视频链接:桌面轮足机器人
📸 效果展示
👆 点击上方图片跳转观看完整视频
✨ 功能特点
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 🦿 混合运动 | 轮式+腿式结合,适应多种地形 |
| 📏 超小体积 | 桌面级尺寸,适合室内环境 |
| 📶 WiFi控制 | 支持AP热点/STA客户端双模式 |
| 🌐 Web界面 | 通过浏览器实时控制机器人 |
| 🔓 完全开源 | 机械结构、PCB、代码全部开源 |
🎮 运动控制
- 自主站立:点击"Robot go!"按钮后自动站立
- 摇杆控制:通过虚拟摇杆实时控制前进、后退、转向
- 姿态平衡:基于IMU实时检测并保持机身平衡
- 腿部联动:双舵机协调控制,实现腿部伸缩动作
🧠 控制算法
- FOC控制:磁场定向控制算法,精准驱动无刷轮毂电机
- SimpleFOC:基于开源SimpleFOC库,支持速度/位置/力矩控制
- 实时反馈:AS5600编码器提供高精度角度反馈
📡 通信功能
- WebSocket协议:低延迟实时双向通信
- JSON数据格式:结构化指令传输
- 跨平台支持:兼容Android、iOS、Windows、macOS、Linux
🔧 硬件组成
主控系统
| 组件 | 型号/规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 主控芯片 | ESP32 | 集成WiFi,双核处理器 |
| 电机驱动 | L6234PD013TR | 无刷电机驱动芯片 |
| 编码器 | AS5600 | I2C接口磁编码器 |
| IMU | MPU6050 | 六轴姿态传感器 |
| 腿部舵机 | 总线舵机 x2 | ID分别为1和2 |
电源与连接
| 组件 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 电池接口 | XH2.54 | 锂电池供电 |
| 板间连接 | GH1.25 4PIN | 模块间通信连接 |
| PCB数量 | 4块 | 需要打样制作 |
💻 软件架构
技术栈
开发环境: Arduino IDE
编程语言: C/C++ (C++ 56.8%, C 43.2%)
电机控制: SimpleFOC库
通信协议: WebSocket
PCB设计: 立创EDA (LCEDA)
WiFi配置
| 模式 | 说明 |
|---|---|
| AP模式 | 机器人作为热点,手机直连 |
| STA模式 | 机器人连接家庭WiFi |
| 控制地址 | 192.168.1.11 |
🛠️ 制作流程
1. 机械部分
- 3D打印结构件
- CNC加工金属零件
- 亚克力板切割
2. 电子部分
- PCB打样(4块板子)
- 元器件焊接
- 模块连接测试
3. 软件部分
- 安装Arduino IDE
- 导入SimpleFOC库
- 烧录程序到ESP32
🙏 致谢
📄 许可证
本项目基于 MIT License 开源,仅供学习交流使用。
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