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    [项目分享] 铁熊玩创客 | 纯野生黑科技,教你自制最skr的全向麦轮小车

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    本帖最后由 铁熊 于 2019-7-17 21:07 编辑

    (据说开头要吸引人,就先放张照片吧:社会我麦熊,霸气无边)

    世界万物
    皆有源起
    一个事物没有外力的情况下
    它会始终保持原状
    但是当它和另一个事物相结合后
    就会有一个全新的事物诞生

    当奇点遇到** 便诞生了宇宙

    当男人遇到女人 便诞生了宝宝
    (中间环节并不是重点

    当大黄鸭遇上平底锅便诞生了烧鸭(大黄鸭:我招谁惹谁了我?

    当蝙蝠遇到土豪 便诞生了蝙蝠侠

    当小鲜肉遇到高卡路里快餐 便诞生了肥宅

    这条请自行理解,各自对号入座
    ……


    接下来我们来感受一个场景
    当你深夜回家,在小区的转了一圈又一圈
    好不容易找到一个车位,但是发现前面的车乱停
    剩下的空档大小正好只能停放你的车
    连一点空隙都不给你
    你说咋整???

    但是
    眼睁睁的看着一个车位 就是停不进
    是不是很不爽?
    是不是很火?
    是不是感到整个世界对你深深的恶意?
    甚至开始怀疑人生?


    于是
    新的组合开始了
    你有没有想过
    当横行霸道的螃蟹遇到了汽车 会发生什么?


    这就是神奇的麦克纳姆轮
    确认过眼神,遇见对的轮
    感受一波神奇的操作



    麦克纳姆轮(下文简称“麦轮”)的神奇全向行动能力,一直是众多机器人的首选方案,例如RoboMaster机甲大师比赛中,各种机器人车轮便采用的就是麦克纳姆轮。

    (图片来自RoboMaster官网:https://www.robomaster.com/zh-CN/resource/image

    但麦轮动戈几百的价格,让热爱它的小伙伴们望而却步。那是否麦轮就与我们普通创客爱好者没有关系、太遥远了呢?当然不是,本教程就教你自制麦轮,并用麦轮设计出一辆麦轮战车。只要你身边有3D打印机和激光切割机(可?。?,那么就跟我一起制作出一辆麦克纳姆轮全向小车吧!

    首先来看一下麦轮战车的演示视频吧:


    是不是很心动了呢?别犹豫了,拿起你的工具,准备好你的3D打印机,准备开干吧!

    ## 制作麦克纳姆轮

    首先你要准备好如下材料和工具:

    材料:
    • 26mm长标准大头针,每个轮子需要9枚,共36枚;
    • 3D打印麦轮零件(包含大轮和从动轮)
    • 9mm热缩管

    工具:
    • 热风枪
    • 502胶水
    • 美工刀
    • 镊子

    1、将麦轮模型用3D打印机打印出来,每个轮子由1个大轮与9个从动轮组成。左旋与右旋模型各打印两个,从动轮左右通用打印4×9=36个

    2、①将热缩管裁剪至适当长度套在小从动轮上,②用镊子夹住使用热风枪加热热缩管,使热缩管受热缩紧,③最后使用美工刀将边缘多余部分热缩管割掉。

    3、用大头针穿过从动轮并固定在大轮上,确保足够顺滑即可,

    4、重复上述步骤,麦克纳姆轮就制作完成啦!

    5、接下来是制作麦轮战车底盘。用塑料销钉和电机固定座将4个N20减速电机分别固定在激光切割的木板底盘上,将麦轮安装在电机轴上,如图6所示,底盘就完成啦。

    ## 制作麦克纳姆轮战车

    接下来就要开始制作麦轮战车了。你要准备好如下材料和工具:

    • Arduino核心控制板Athena×1
    • 电机驱动×2
    • 超声波??椤?
    • 3.7V锂电池×1
    • 麦轮战车底盘
    • 激光切割木板结构件
    • 杜邦线导线若干
    • 铜柱螺丝若干
    • 塑料销钉若干

    工具:
    • 电烙铁


    1、首先将电机与电机驱动之间焊接好导线,并将各电机信号线以及电源线用杜邦线母头引出待用,

    2、准备好前挡板与电池仓挡板以及固定件
    前挡板与固定件

    电池仓挡板与固定件

    3、安装好电池仓与前挡板。



    4、将Arduino核心板固定好后,将底板引出信号线与电源线接好。共8根信号线控制4个电机的正反转

    5、将超声波??楹凸潭ㄗ潭ê煤笞霸谛〕瞪?。适当移动电池与零件位置,将小车重心保持在小车中间位置,至此,麦克纳姆轮小车就完成啦!完成后的麦轮战车,是不是还有点萌呢?

    恩,其实我还能换头像呢~
    分分钟换个 skr skr 的麦熊头像!


    ## 麦克纳姆轮战车电路

    此小车采用的是捣鼓车间出品的Athena核心控制板,自带传感器接口与蓝牙接口,可以满足大部分项目需求。
    Athena核心控制板

    我们知道Arduino不管是UNO还是Nano,都只有6个PWM口(3、5、6、9、10、11),没法实现8个电机的调速,MEGA2560有8个以上的PWM口,但是体积过大,不适合该项目,我在引脚分配上做出了调整,使用4个PWM与4个数字口就可以实现4个电机的调速,我们知道PWM简而言之就是数字口的占空比,当一个引脚为低电平,一个输出PWM信号时,可以调节速度为0~255,255为最快。经过试验,一个引脚为高电平时,一个输出PWM信号时,调节速度也是0~255,区别就是255是停止,PWM输出0时为最快。这样,只需要在程序中调节PWM的参数与数字口的输出,就可以控制电机的速度与旋转方向了。调速说明如表1所示。

    表1:调速说明
    直流电机
    旋转方式
    IN1(PWM)
    IN2
    IN3(PWM)
    IN4
    Motor-A
    正转(调速)
    1/PWM
    0



    反转(调速)
    PWM/0
    1



    待机
    0
    0



    刹车
    1
    1


    Motor-B
    正转(调速)


    1/PWM
    0

    反转(调速)


    PWM/0
    1

    待机


    0
    0

    刹车


    1
    1
    注:表中“1”代表高电平;“0”代表低电平;“PWM”代表调制脉宽波。IN1、IN2控制电机A;IN3、IN4控制电机B。

    有了Athena核心控制板的介绍和PWM调速说明,整个麦轮战车的电路原理图就很简单啦。


    ## 麦克纳姆轮控制程序

    麦克纳姆轮与普通轮子的区别在于麦克纳姆轮旋转时,由于存在斜向的从动轮,会同时产生一个斜向的力,当我们控制轮子旋转的速度与方向时,将斜向的力增强或抵消,从而实现小车的全向移动??梢酝瓿珊嵋?、斜方向移动等普通小车无法完成的高难度动作。

    麦轮战车采用手机App??氐姆绞嚼唇胁僮?,手机端控制采用的是“可控Ctrl”App(App作者个人网站://www.pengzhihui.xyz/),可在腾讯应用宝下载。手机与战车之间通过蓝牙通信,手机端通过摇杆控制小车的全向移动。

    麦轮战车下位机端的编程思路是:摇杆通过蓝牙返回Joy_x与Joy_y两个变量,最大为1,最小为-1,两坐标遍历半径为1的圆内,程序中有8个方向移动的子程序,程序思路是摇杆半径大于0.5以后,开始判断属于哪个范围内,并执行相对应的子程序。最开始采用的是判断坐标范围,发现效果并不理想。最终采用通过Y/X计算tan值大小与Joy_x与Joy_y构成坐标的象限,计算出所在的区域,这样的方法在内圆内不作执行指令,方便操作。另外可以将整周的圆八等分,算法简洁可靠。摇杆部分算法如图19所示,完整程序详见附件。


    至此,完整的麦轮战车就完成啦!

    ## One more thing……

    好吧!让我再组合一波
    给你一只熊,了解一下
    捣 鼓 熊 诞 生 记

    ## Special thanks

    Designed by #嘉诚欧巴#
    Written by 夜楼朕
    Photo & Video by 蘑菇头叔叔





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    ## 其他

    - 掌控板 | 让掌控板像 Mixly 串口监视器一样绘图://www.260lu.com/thread-288929-1-1.html

    麦轮模型.zip

    1.12 MB, 阅读权限: 30, 下载次数: 30, 下载积分: 创造力 -1

    makenamu.zip

    2.43 KB, 阅读权限: 30, 下载次数: 11, 下载积分: 创造力 -1

    程序

    所需头文件.rar

    902.8 KB, 下载次数: 76, 下载积分: 创造力 -1

    程序头文件

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    雷雷  见习技师

    发表于 2018-9-13 11:32:52

    附件下载的阅读权限好高~
    推荐

    ale  见习技师

    发表于 2018-9-5 20:39:00

    大神能不能把3d和切割图发一下
    沙发

    gada888  版主

    发表于 2018-9-1 16:18:12

    好多图都看不到
    板凳

    Forgotten  版主

    发表于 2018-9-1 20:26:59

    厉害厉害 手动打造
    地板

    ASH腻  管理员

    发表于 2018-9-2 09:47:33

    楼主图片挂了
    5#

    铁熊  版主
     楼主|

    发表于 2018-9-2 17:00:46


    不好意思不好意思,图片已经修复啦~
    6#

    铁熊  版主
     楼主|

    发表于 2018-9-2 17:00:57

    gada888 发表于 2018-9-1 16:18
    好多图都看不到

    不好意思不好意思,图片已经修复啦~
    7#

    #嘉诚欧巴#  中级技师 来自手机

    发表于 2018-9-3 11:56:40

    铁熊 发表于 2018-9-1 09:36
    (据说开头要吸引人,就先放张照片吧:社会我麦熊,霸气无边)
    世界万物皆有源起一个事物没有外力的情况下 ...

    这将掀起一波麦克纳姆捣鼓热潮
    8#

    gray6666  高级技匠

    发表于 2018-9-3 14:13:00

    楼主创意赞,设计帮,动手能力也强。
    9#

    网络白丁  初级技师

    发表于 2018-9-3 21:40:39

    太NB了,哈哈
    10#

    hnyzcj  超级版主

    发表于 2018-9-4 06:52:10

    牛神,膜拜1000秒
    11#

    gada888  版主

    发表于 2018-9-4 17:26:07

    牛掰
    14#

    wsdadsl  中级技匠

    发表于 2018-9-6 00:21:15

    手工麦轮,真是高手
    15#

    安卓机器人  初级技神

    发表于 2018-9-6 07:28:15

    麦克纳姆轮!我狠想玩
    16#

    haiDIY  学徒

    发表于 2018-9-9 23:54:58

    17#

    阿凌  学徒

    发表于 2018-9-11 09:36:53

    有3D打印图么?这才是关键
    18#

    寒风煮老醋  学徒

    发表于 2018-9-12 17:43:35

    厉害:curse:
    19#

    寒风煮老醋  学徒

    发表于 2018-9-12 17:57:29

    请问附件在哪。。
    20#

    铁熊  版主
     楼主|

    发表于 2018-9-13 08:30:07

    本帖最后由 铁熊 于 2018-11-27 16:15 编辑

    麦轮图纸已上传
    1234下一页
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