國外開源-可以騎的球平衡器iRoll

平衡球騎行視頻

球傳動

這是驅(qū)動系統(tǒng)。有4個大型775齒輪馬達驅(qū)動兩英寸Colson車輪摩擦耦合到保齡球。每個軸有兩個電機，每對電機串聯(lián)。左側(cè)顯示的版本使用球上方的4球傳輸支持。后來我用一個單獨的自制低矮腳輪輪替代了球傳輸。

最初我將使用5號籃球，以獲得良好的牽引力和順利的騎行。但是，有幾項測試證實，過度充氣的籃球不足夠剛性。所以，我買了一個便宜的6磅保齡球。它是由聚酯制成，非常光滑。事實上，這并不真正有效。Google發(fā)現(xiàn)了一篇關(guān)于增加保齡球的牽引力的文章。它涉及將它們浸泡在溶劑MEK中。

這是底部框架。它由tig焊接鋁通道制成。電機每個插槽有4個螺絲，以便調(diào)節(jié)2英寸驅(qū)動輪和保齡球之間的張力?？蚣艿膫?cè)面實際上由于增加的力而略微扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈簧以保持球上的張力。

這是安裝在自制隔振器上的Sparkfun IMU陀螺儀和加速度計。這被認為是防止電動機振動嚴重干擾加速度計的正常操作的必要條件。板被擰到一塊鋼板上。鋼塊粘合到1/8英寸厚的橡膠片上。橡膠膠合到一塊聚碳酸酯上，該聚碳酸酯在另一塊橡膠的頂部被擰到框架上。

這是替代4球傳輸?shù)牡驼{(diào)支撐腳輪。它運行更安靜，但由于重量集中在一個車輪而不是4個球，保齡球表面上的力是4倍。我使用了一個4英寸的轉(zhuǎn)盤和一個帶滾珠軸承的加工鋁輪。車輪偏離中心約5/8英寸。

這是Dimension Engineering 的Sabertooth 2X25電機控制器的視圖。它將控制2個直流有刷電機，最高達25安培和24伏。我通過9600波特的串口發(fā)出速度控制命令。電池是六顆A123電池，串聯(lián)20伏@ 2200MAH。電池使用時間約為6至10分鐘。需要更大的電池。

這是Arduino CPU和模擬處理器板。這是一個混合模擬/數(shù)字系統(tǒng)。免費濾波器是模擬運算放大器，而用于電機調(diào)速和平衡的PID控制器都是Arduino中的所有軟件。有一個現(xiàn)有的Arduino的PID庫，但我不得不修改它。我也寫了一個第一階低通濾波器庫函數(shù)。是的，如果采樣率足夠慢，Arduinos可以做DSP。我使用浮點采樣200Hz。

模擬補償濾波器幾乎與無線電控制球平衡機器人中使用的濾波器相同，只是一個細微的改進。最初的速率陀螺儀通過系統(tǒng)直流耦合。任何陀螺儀直流偏移漂移嚴重混亂了真正的垂直校準。有些日子，機器人會認為15度是垂直的，需要重新校準！愚蠢的機器人 因此，我在陀螺儀路徑中添加了一個第一級的0.16 Hz高通濾波器（見原理圖 C15，R57），以阻止DC并阻止此。不幸的是，這樣做加劇了與加速度計的微妙相位關(guān)系，導致組合的頻率響應(yīng)不平坦。通過反復試驗，我創(chuàng)建了一個相位補償網(wǎng)絡(luò)（見 原理圖） C14，R47），以恢復平坦的頻率響應(yīng)。

這是模擬處理器板的另一個視圖。