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halleyhaoyu/Cubli_Mini_Ultra

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Cubli_Mini_Ultra项目

项目完全开源,任何人都可以根据本Github内容自行白嫖,当然也可以顺手点个Star

责任声明:本项目飞轮峰值转速可达到6500RPM,具有一定的危险性,复刻本项目的同学如若发生任何意外,与本人无关

介绍

本项目在Cubli_mini的基础上加上主动刹车,缩小体积。可自动起跳,实现边和点平衡。Cubli_Mini是一个8x8x8CM的立方体,主控集成3路电机驱动、控制、无线射频一体。增加了每个飞轮的外围一圈光污染,主控也增加一条光污染。

项目成本:≤1040RMB

视频介绍:https://www.bilibili.com/video/BV1Gi421D7bc/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=25617b52e7e0b6d56790cc1bea5b5be1

Image

资料说明

  • 3D模型设计源文件
  • 主控模块、IMU模块、编码器模块、下载模块硬件资料
    • BOM
    • 原理图
    • 位号图
    • Gerber
  • 主控1、主控2软件工程
    • 主控模块使用两颗ESP32
  • 串口调试助手&简易调参上位机
    • 串口
    • WIFI
  • 各类文档说明
    • 对项目的一些说明,如调参,控制原理等
  • 打样文件
    • STL格式3D打印文件
    • DWG格式钣金文件
    • BOM表
      • 结构BOM表
      • PCB元器件BOM表

结构设计

  • 优化了角的结构件设计,通用

  • 电池仓、光污染灯罩、刹车底座等使用3D打印文件

  • 刹车片使用了70度优力胶聚氨酯板

  • 电机安装顺序查看/5.Doc/Pic/电机顺序.png

电路模块

主控模块:

  • 主控使用了单颗ESP32运行3路FOC,使用CAN与另一颗ESP32进行通信,驱动默认使用力矩模式
  • FOC使用的Simple FOC,EG2133+6MOS+CC6920SO

IMU模块:

  • 使用QMI8658A,便宜好用
  • 为了防止应力,对IMU所在区域挖槽,减少安装应力。但使用了3颗螺丝硬连接,并不能避免应力问题,改进方案为使用软垫片并只拧紧一个螺丝进一步减少应力
  • 为了避免结构干涉,安装与一面进行平行放置,对IMU的数据做旋转矫正

编码器模块:

  • 采用的是MT6701,便宜好用,转速高

自动下载模块:

  • 为了尽量减少主控的面积,因此单独把自动下载电路摘出来,参考官方自动下载电路

注意事项:

  • 正常情况下,自动下载模块焊接排针,主控不焊接任何排针/排母

固件说明

MCU2运行3路Simple FOC电机驱动库、以及CAN反馈和接收控制命令

MCU1运行采集IMU,光污染,舵机、控制等任务

注意事项:

  • 目前WIFI SSID和PSW,TCP Server IP Port全部是写死在固件里面,因此要想使用WIFI调参需要修改这些内容,详情请看Doc/使用和调参说明

打样说明

考虑到很多同学可能是第一次进行结构打样,因此提供了打样文件

3D打印:

  • 文件位于:/6.Process/3D打印,该文件为STL格式,打样数量请查看同目录下的<3D打印加工说明>,可以在未来工厂或者嘉立创打样,首选光固化

钣金件打样:

  • 文件位于:/6.Process/钣金件,每个物料的都有对应的PDF和DWG文件,PDF文件方便查看,DWG文件用于激光切割/板材加工。打样数量请查看同目录下的<钣金加工说明>,可以找淘宝给图纸直接加工。由于加工精度要求不高,个人用途下,公差全看加工厂的心情

PCB打样:

  • 拿着Gerber文件出门左转嘉立创白嫖

BOM表:

  • PCB BOM文件位于:/1.Hardware/
  • 结构BOM文件位于:/6.Process/结构BOM,里面列有需要购买的结构物料和链接
  • 注意事项:
    • PCB BOM表是从AD源文件导出,工程会有重复用料,需要注意
    • 注意编码器需要3块,需要采购3套物料
    • 如文件有遗漏的地方望提醒

控制算法

Cubli_Mini使用的是LQR来进行控制,也可以使用串级PID来进行控制。代码位于/需要修改/MCU1/control/cubli_mini

边平衡:

  • 可以参考一阶倒立摆进行建模和求解参数。由于建立模型的参数比较难准确的获得,我求解得到的参数和最佳参数有些许出入。因此本项目大多数使用玄学调参工程师来整定参数

点平衡:

  • 在边平衡的基础上添加对X,Z轴的控制。采用与边平衡一样的控制方法,详情看Doc/控制原理说明。

研究型:

  • 请查看原版Cubli的论文

调参

调节方法:

  • 可以使用UART和WIFI进行调参,WIFI需要连接到路由器,Cubli_Mini_Ultra为TCP客户端

简易上位机

  • 使用了vofa+进行调参,使用了控件和命令绑定的方式进行调参,保存的文件位于:3.Software/vofa+.tabviews.json
  • 只需要使用控件调参拖拽即可,无需了解任何命令

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No description, website, or topics provided.

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