精选项目 Mechatronics

自适应悬挂麦轮靶车

Adaptive-Suspension Mecanum Target Car
时间约 2025 年 角色机械结构 + 电控(独立) 层级精选项目
SolidWorks3D PrintingSTM32麦轮底盘悬挂机构电机选型
自适应悬挂麦轮靶车
SolidWorks 建模:对角轮组自适应悬挂麦轮底盘

这个项目不包装成比赛获奖项目。它的价值是:自己提出一个机械方案并做出来验证。

设计目标 / 要解决的问题

麦轮底盘四轮同时着地是发挥全向移动的前提,但地面不平时会翘轮。我想要一个不依赖主动控制的被动悬挂,让对角轮组运动关联、使四轮尽量同时着地。

方案与迭代

参考 RM 论坛开源资料做起,这是我第一次独立做这种”自定义底盘 + 电控”的完整项目,方案上经历了一轮真实迭代:

  • 废弃方案:最初想用两边单减震 + 球头鱼眼连杆形成自适应,但验证后发现它没有独立悬挂作用,因此废弃;
  • 最终方案:用球头鱼眼轴承 + 连杆把对角轮组运动关联,单侧轮上抬时带动对角轮下压,纯机械被动实现四轮自适应贴合地面,同时保留独立悬挂功能。

硬件与电控(参考开源,自己集成)

  • 主控:STM32F103C8T6;
  • 供电:12V 18650 电池组 + 降压模块,集成在面包板上;
  • 通信:蓝牙串口模块 —— 手机端远程串口控制;
  • 驱动:4 路电机驱动板,PWM 控制编码器电机;
  • 传感器执行:麦轮底盘 + 编码器反馈。

电控代码当时没有建仓库,是零散在本地维护的,这里不把”有完整工程化代码”作为卖点。

测试结果与暴露的问题

两个视频记录了真实测试状态:

  • 调试视频:通过串口测试,底盘功能正常、麦轮解算正常;
  • 完整版运动视频:整车实际运动效果。

但测试也暴露一个真实的工程问题:

电机扭矩不足,带不动整车。 这是选型经验不足造成的 —— 我只看到”能用 PWM 控制 + 编码器反馈”就选了,没有预估 4kg 级别整车轮上的扭矩需求。

这个失败是项目最有价值的部分:它让”结构做对了、驱动跟不上的电机选型”这个问题变得具体而真实,而不是图纸上的轻飘飘一句话。如果能重来,我会先做轮上扭矩预估(质量 × 加速度 / 轮径 × 安全系数)再选电机与减速比。

沉淀

  • 自己提出方案、做出来、再诚实面对它的失败 —— 这是完成度最高的一次自主实践;
  • 学会在项目里同时权衡机械(质量 / 重心 / 悬挂自由度)和电控(电机选型 / 功率)两本账;
  • 后期如需迭代,可换更合适的驱动与减速方案,并在此基础上做成参赛作品。
Outcomes

项目成果

  • 参考 RM 论坛开源资料,独立完成从 SolidWorks 建模 → 3D 打印 → 装配 → 电控 → 实测的完整链路。
  • 硬件:STM32F103C8T6 + 12V 18650 电池组 + 降压模块(集成在面包板)+ 蓝牙串口模块 + 4 路电机驱动板,PWM 控制编码器电机。
  • 完成自适应悬挂麦轮底盘设计论证,废案迭代(单减震方案废弃)。
  • 暴露真实工程问题:电机扭矩不足导致整车带不动 —— 选型经验不足的教训。
Gallery

图片素材

Demos

演示视频

运动中才能看到的成果:装配 / 运动学 / 实测 / 联调。

调试:串口测试底盘功能正常,麦轮解算正常
自适应底盘示意:球头鱼眼轴承 + 连杆对角联动,保四轮着地

这个方案通过球头鱼眼轴承 + 连杆把对角轮组运动关联起来:单侧轮上抬时带动对角轮下压, 在保证四轮着地的同时仍保留独立悬挂功能 —— 不依赖主动控制,纯机械被动实现。

完整版实际运动效果