🤖 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

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✨ 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

  • 原项目作者 @MuShibo 提供的开源设计
  • SimpleFOC 电机控制库
  • B站 @鸿尘客 的复刻视频教程

📄 许可证

本项目基于 MIT License 开源,仅供学习交流使用。


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