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DIY 機械人概念

如何製作自平衡機器人

一個結合IMU融合的雙輪倒立擺,需要快速馬達迴路、低重心、PID調校,並在戶外運行前設置安全測試架。

自平衡機器人是一個控制迴路項目。機器人持續處於傾倒狀態,馬達必須快速驅動以進行恢復。這意味著感測器延遲、馬達響應和機架剛性比裝飾性功能更重要。

不要直接在全功率下空曠處調校。先使用測試架,輕扶機架,記錄角度和馬達輸出,然後慢慢增加增益。平衡後,應加入遙控指令作為小傾角命令,而非直接馬達速度。

核心零件

IMU module

$8

利用陀螺儀和加速度計融合數據來測量傾角

兩組編碼器齒輪馬達

$35

提供快速、對稱的驅動響應

ESP32 或 Arduino 控制器

$8

以高頻率運行平衡控制迴路

能應對停機電流的馬達驅動器

$12

避免在恢復過程中出現電壓驟降

堅固的垂直框架

$25

保護電子設備,防止電池電量過低

測試架或側軌

$10

在調校過程中防止硬跌落

設計變體

小型桌面平衡器

低電壓、輕巧框架及保守馬達輸出。

編碼器精準版

使用輪式編碼器以獲得更佳的速度控制。

手機遙控版

在平衡迴路穩定後,透過 Wi-Fi 發送傾斜指令。

實用安全提示

生成內容只係原型計劃,唔係認證產品。貼身、高電壓、光學能量或者移動類 build,落地前要搵合資格人士覆核。

常見問題

只用加速度計可以平衡嗎?

效果不好。建議結合陀螺儀和加速度計進行融合,以獲得響應靈敏的角度估計。

控制迴圈應該跑多快?

要夠快,確保馬達輸出能在機器人跌倒前作出反應。許多設計目標是達到 100 Hz 或更高。

為什麼會震盪?

可能是增益太高、馬達反應延遲,或者機架本身有彎曲形變。

機械人 build 路線

點樣整機械人

由呢度開始

揀機械人項目同避開新手常見錯誤嘅主路線。

新手機械人 build

低成本項目,用嚟學控制、感測器同移動。

進階 build

較難機械、 防水、步態控制、拾取或自主。

相關機械人指南

將呢個概念變成有零件來源嘅 build

用預填 prompt 開始,等 RoboHub 生成即時零件清單、接線、CAD 同 firmware。

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