前面的机器人项目以太阳能为动力的占多数,玩的话要么是大白天还要等出太阳,要么还要自己点个大灯泡,现在我们换种类型调剂一下,做一个特别一点的机器人——自平衡双轮小车。本项目只有一个简单的电学电路,依靠一个简易的反馈机构,却实现了被称之为高技术难度的自平衡小车。
本项目自平衡双轮小车的原理,其实就是靠小车前后来回运动保持平衡,原来考虑“来来回回”文艺一点可以称为“徘徊”,但是后来某网友看完视频之后有一给力的评语——忐忑,加上这也是近来网络流行语,同时也确实能够反映实际运行效果时那种焦躁不安的感觉,所以最后定名为“忐忑者”,哈哈。
本项目机器人共有两个版本,以下是视频效果,由于采用的简单机械式的反馈机构而精度不足,总体效果来说不是太理想,但作为阐述自平衡车原理的一个范例,还是有一定积极意义的。
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一、基本原理
1.1、运动机理
1.2、控制原理
1.3、电路原理
二、准备工作
三、制作过程
3.1、传动机构
3.2、传感器
3.3、底盘结构
3.4、动力系统
3.5、电源系统
3.6、总装
3.7、调试
四、效果展示
五、完善升级
六、项目总结
本项目机器人是一辆简易型的双轮自主平衡小车,通过一个简单的机械式传感器获取小车的姿态,并通过调节小车前后运动方向,使得小车依靠两轮也能保持一个直立平衡。
双轮小车的自主平衡原理,其实就是不断的通过改变小车前后运动的方向,使小车的车身在竖直方向上保持一个动态的直立平衡。就类似杂技演员表演独轮车一样,需要不断的前后踩脚踏板使小车在前进和后退间不断变换,以保持一个平衡。
这个具体的平衡原理如下:
1、双轮自平衡小车一般长得都比较“高”,也就是重心位置比较高,位于车身底部的两个车轮是平行安装的,默认静止状态小车是无法保持一个直立的状态的。
2、如果车轮带动小车前进,小车下半身会比上半身先获得前进的加速度,即启动的瞬间小车的下半身前进而上半身静止,则会出现小车趋向后仰的状态。就类似汽车突然加速,我们身体会感到一个后仰的趋势。
3、如果车轮带动小车后退,小车下半身会比上半身先获得后退的加速度,即启动的瞬间小车的下半身后退而上半身静止,则会出现小车趋向前倾的状态。就类似汽车突然刹车(后退),我们身体会有一个前倾的趋势。
4、由于小车重心较高,如果小车前进--后仰,或者小车后退--前倾,随着小车的继续运动,这个后仰或者前倾的趋势会越来越大,必须及时纠正,否则小车就会倾倒下去。
5、如果小车前进中,有了后仰的趋势,达到一定程度后,可以让小车变成后退,让小车后退产生的前倾趋势去纠正原来前进时后仰的趋势;如果小车后退中,有了前倾的趋势,达到一定程度后,让小车变成前进,让小车前进产生的后仰趋势去纠正原来后退时前倾的趋势。如此往复循环,使小车保持一个直立的动态平衡状态。

2、控制原理
根据以上平衡原理,我们的双轮自平衡小车的具体运动控制过程如下:
1、车身后仰,则让小车后退,车身恢复直立;
2、小车继续后退,车身又会前倾;
3、车身前倾,则让小车前进,车身恢复直立;
4、小车继续前进,车身又会后仰;
5、重复以上第1步……
对于小车后仰或者前倾趋势的纠正,必须及时
需要在适当的时刻进行纠正,太早了可能小车过快变成相反状态无法控制;太晚了可能已经错过时机无法纠正最后导致小车倾倒下去了。
如何探知什么时刻是恰当的,就需要借助一个姿态反馈机构,能够在我们认为小车的姿态刚好到了要调整的时候,反馈给控制系统以及时改变小车的运动状态。
常见的姿态控制机制
可以用于自平衡小车的姿态反馈机构有多种:
1、性能最好也是最复杂的算是用专业的姿态传感器——角度传感器,再辅以加速度传感器,可以精确的探知平衡小车的准确姿态。
2、可以利用光反射器件,把光线对着地面照射,探测反射光线的强度可以获知小车的姿态,因为不同的姿态下倾斜角是不同的,反射回来的光线强度也是不同的。
以上是两种最常见的自平衡小车的姿态反馈机构。利用这些反馈机构,在获得较为精确的姿态信息之后,都必须有能够进行复杂计算和智能决策的控制系统对反馈的信息进行处理,这通常多需要用到微处理芯片(也就是单片机),关于这个我们这里暂不展开讨论,有兴趣的朋友可以自己在网上查找相关资料,或者等我们的教程后面进入到高级篇的时候再作进一步探讨。
本项目所采用的姿态控制机制
双轮自平衡小车其实是一种技术难度比较高的项目,从以上所提到的姿态反馈机构就可见一斑。在这里我们并不需要一下子涉入过深,现阶段的目标还是主要以通过简单可行的方式了解基本的原理即可。所以在本项目里,我们没有应用复杂的反馈机构,而是用了一个简易的机械式的传感器——限位开关,并结合特殊的控制电路,用一个非常简单的方式实现小车的自平衡控制:
1、在小车后部安装了一个限位开关,这个限位开关就和我们在
PVC-Robot 1号 所应用的碰撞开关是一样的,其实就是一个“微动触碰开关”,
当用在碰撞控制的时候被称为“碰撞开关”,在用在限制位置的时候被称为“限位开关”。
2、在本项目里,为了简单起见,我们的限位开关只有在小车前进导致后仰时进行姿态的反馈控制,而对于后退导致前倾时并没有再加上姿态的反馈控制。
对于后退运动,我们是利用限位开关所具有的机械延时特性,也就是说机械式的触点状态改变不是即时的,而会有一个短暂的时间:在限位开关触发控制小车后退,到完全纠正后仰状态让限位开关放弃触发重新控制小车前进,这中间的一段很短暂的时间,也就是允许小车后退运动的时限来控制后退时的姿态。
相当于说小车后退我们不是探测其姿态,而是限制一个时间——小车后退到了这个时间后姿态也正好到了要调整的时候。这和 PVC-Robot 1号 是类似的,在1号机器人中是探测到小车碰到障碍物,然后利用碰撞开关的机械延时特性给小车一段转向时间,这个转向时间是正好足够小车改变方向的。
总的来说,小车前进的姿态我们是用机械传感器进行控制,而小车后退的姿态我们是用了限时运动的方式进行控制。
具体过程如下:
1、小车电源接通后,限位开关没有被触发的状态下,电机正方向转动小车前进。
2、小车前进,导致后仰。当小车后仰角度达到一定程度,限位开关的限位触点碰地,触发限位开关改变电机的电流方向,电机反转小车变为后退。
3、小车后退,后仰状态被纠正后,限位开关虽然停止触发,但由于机械特性并没有马上完成复位,而且是让小车继续后退一小段时间;小车继续后退逐步呈现前倾状态,限位开关完成复位,小车自动变为前进状态,开始进行前倾状态的纠正。
4、小车前进,纠正了前倾状态后,随着小车继续前进小车又会呈后仰趋势;然后重复以上第2步,周而复始不断循环下去。
对于小车后仰或者前倾趋势的纠正,必须到位
这所说的到位,可以说是力度恰当,而这力度又是由车速决定,车速太快容易矫枉过正导致小车快速变成相反状态无法控制,车速太慢可能来不及且无力纠正最后导致小车倾倒下去了。
双轮自平衡小车本身的车速是不能太快的,所以这里我们应用到了电机的减速机构,也就是用齿轮变速箱对高速旋转的电机进行减速。我们从前面
《PVC-Robot 6号机器人的齿轮传动原理》中可以得知,齿轮减速箱除了可以降低小车的车速之外,还可以增大小车驱动的力度,即:
高转速/低扭矩——>低转速/高扭矩。
如何选择合适的齿轮减速机构,是双轮自平衡小车设计制作的重点,我们在本项目中设计了两个不同的版本的机器人。现成的又适合本项目的齿轮减速箱不是很好找,我们采取的方式就是用散装的齿轮自己DIY齿轮减速箱,对于初入门的朋友来说这对个人动手能力是有一点挑战性的,不过熟能生巧,只要肯动手去实践并没有什么事是不可能的。
PVC-Robot 9号-A版:体型小,供电的电池少一些(2节电池,电能低、整体重量轻),采用一级电机齿轮减速箱(一组大小齿轮),减速比小一些,输出转速稍快。
限位开关有一个机械弹簧,是需要一定的压力才能触发的。虽然A版的重量轻,姿态倾斜时要触发限位开关单靠重量施加的压力可能不够,但是由于A版的速度快,由速度带来的冲击力也能增加对限位开关的压力,促使其触发。
PVC-Robot 9号-B版:体型大,供电的电池多一些(4节电池,电能高、整体重量大),采用二级电机齿轮箱(两组大小齿轮),减速比大一些,输出转速较慢。
限位开关有一个机械弹簧,是需要一定的压力才能触发的。虽然B版的速度慢,姿态倾斜时要触发限位开关时由速度带来的冲击力可能不够,但是由于B版电池的重量比较大,靠重力也能增加对限位开关的压力,促使其触发。

3、电路原理
本项目的控制电路和
PVC-Robot 1号 是类似的,即利用限位开关自身所有具有的选择连通功能,通过切换电机供电的电流方向来改变小车的运动方向。
通过三引脚的限位开关,可以控制电机采用哪一组单元的电池进行供电,而限位开关则连接一个触点,触点碰地限位开关被触发。 在A版中我们每组单元一个电池,两组共两个电池,在B版中我们每组单元两个电池,两组共四个电池。

以下是电路接线图以及电路焊接示意图:
本项目需要的器材,主要包括:PVC线槽、小电机、电池/电池盒、限位开关、拨动开关、齿轮组、滑轮、曲别针、螺丝等等。

本项目采用宽度为2.5CM的PVC线槽,另外还有7号干电池,其中A版是两节,B版是四节。
以下列出本项目的其他主要器件:
PVC-Robot 9号 A版
|
名称 |
规格 |
数量 |
用途 |
1 |
小电机 |
微型1.5V电机,轴径1mm |
1个 |
动力 |
2 |
电池盒 |
7号电池盒(2节电池) |
1个 |
电源 |
3 |
限位开关 |
行程开关 |
1个 |
姿态传感器 |
4 |
拨动开关 |
小拨动开关 |
1个 |
电源开关 |
5 |
大齿轮 |
孔径1mm |
1个 |
减速箱齿轮 |
6 |
小齿轮 |
孔径0.95mm |
1个 |
减速箱齿轮 |
7 |
小齿轮 |
孔径0.95mm |
2个 |
车轮卡箍 |
8 |
橡皮圈 |
直径15mm |
2个 |
车轮外胎 |
9 |
大滑轮 |
皮带滑轮,直径24mm |
2个 |
车轮 |
10 |
小滑轮 |
小皮带滑轮 |
1个 |
传感器触点 |
11 |
曲别针 |
文具回形针 |
1个 |
车轴 |
12 |
电路导线 |
红/黑/蓝/绿 |
若干 |
电路连接 |
13 |
M1.2*5螺丝/螺母 |
直径1.2mm,长5mm |
1对 |
固定电机底座 |
14 |
M2*6螺丝/螺母 |
直径2mm,长6mm,平头 |
2对 |
固定电池盒 |
15 |
M2*6螺丝/螺母 |
直径2mm,长6mm |
1对 |
固定传感器支架 |
16 |
M2*10螺丝/螺母 |
直径2mm,长10mm |
1对 |
固定传感器 |
17 |
M2*10螺丝/螺母 |
直径2mm,长10mm |
2对 |
固定车身支架 |
18 |
M2螺母 |
孔径2mm |
4个 |
底盘支撑螺母 |
19 |
M2垫片 |
孔径2mm |
2片 |
车轴垫片 |
|
|
|
|
|
PVC-Robot 9号 B版
|
名称 |
规格 |
数量 |
用途 |
1 |
小电机 |
微型1.5V电机,轴径1mm |
1个 |
动力 |
2 |
电池盒 |
7号电池盒(2节电池) |
2个 |
电源 |
3 |
限位开关 |
行程开关 |
1个 |
姿态传感器 |
4 |
拨动开关 |
小拨动开关 |
1个 |
电源开关 |
5 |
大齿轮 |
孔径1mm |
2个 |
减速箱齿轮 |
6 |
小齿轮 |
孔径0.95mm |
2个 |
减速箱齿轮 |
7 |
小齿轮 |
孔径0.95mm |
2个 |
车轮卡箍 |
8 |
橡皮圈 |
直径15mm |
2个 |
车轮外胎 |
9 |
大滑轮 |
皮带滑轮,直径24mm |
2个 |
车轮 |
10 |
小滑轮 |
小皮带滑轮 |
1个 |
传感器触点 |
11 |
曲别针 |
文具回形针 |
2个 |
车轴/齿轮轴 |
12 |
电路导线 |
红/黑/蓝/绿 |
若干 |
电路连接 |
13 |
M1.2*5螺丝/螺母 |
直径1.2mm,长5mm |
1对 |
固定电机底座 |
14 |
M2*6螺丝/螺母 |
直径2mm,长6mm,平头 |
1对 |
固定电池盒 |
15 |
M2*6螺丝/螺母 |
直径2mm,长6mm |
1对 |
固定传感器支架 |
16 |
M2*6螺丝/螺母 |
直径2mm,长6mm |
3对 |
固定车身支架 |
17 |
M2*10螺丝/螺母 |
直径2mm,长10mm |
1对 |
固定传感器 |
18 |
M2垫片 |
孔径2mm |
2片 |
车轴垫片 |
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本项目套件的淘宝地址:
http://item.taobao.com/item.htm?id=10042491419(A版)
http://item.taobao.com/item.htm?id=10046700155(B版)
以下将按照制作的顺序,全程介绍本项目机器人的制作过程。
首先介绍的是A版的制作过程,对于B版将在扩展升级中作介绍。
传动机构主要包括减速齿轮箱、车轮等。
首先制作车轮,由于我们选择的制作车轮的大滑轮的轴孔比较大,无法卡住用曲别针制作直径只有1mm的车轴,所以我们要在大滑轮上再套一个孔径为1mm的小齿轮。而小齿轮的外径由比较大,无法把小齿轮直接套入大齿轮的轴孔,则我们先要把大滑轮的轴孔扩大。
一般可以用锥子扩大大滑轮的轴孔,这里特别推荐如下图所示用尖嘴钳把大滑轮的轴孔扩大。

把小齿轮插入大滑轮被扩大了的轴孔中。
用钳子把小齿轮压紧。

接下来制作齿轮减速箱。
先把曲别针拉直做成车轴,截长度为5CM左右的一段。
把大齿轮套到车轴中。
再把大滑轮(装上了小齿轮)插入到车轴的两端。
把橡皮圈当做轮胎套到大滑轮上,注意借助镊子逐步把橡皮圈平整的一面都包在外面。
本节介绍传感器的制作过程。
小滑轮作为姿态传感器的接地触点。把小滑轮用透明胶布缠绕在限位开关的金属摇臂上。
用剪刀把长出的透明胶布剪掉。
这里之所以
用一个小滑轮作为传感器触点,除了是延长限位开关触发的摇臂之外,一定程度上也是让小车倾斜接地时有大一点、稳一点的支撑点以保持平衡,毕竟我们这个平衡小车依靠机械接触式进行感应,相对来说控制方面还是有点粗糙的。
有人可能会说为了稳一点为什么不干脆用一个平面接地呢?其实
如果接地面积过大会造成较大阻力影响小车的移动,而且再大的话就更容易被质疑这个双轮车变成三轮车了(用机械接触式的传感器已经有三轮车的嫌疑了,哈)。目前这样的圆柱形滑轮是比较合适的选择,既保证触地时横向有一定的长度能够多提供一点平衡支撑,又不至于带来过大的阻力影响小车运动,因为我们的平衡小车也不完全是原地平衡的,而是边保持平衡边往前进的,特别像A版前进运动的幅度还是不小的。
剪一块长10CM、宽1.5CM左右的PVC方条作为车身支架。
把限位开关对着如下图位置放置好,对准限位开关的安装孔用锥子在车身支架上打孔。
特别注意:限位开关的安装位置,应该确保限位开关摇臂前端,也就是作为接地触点的小滑轮正好位于车身支架的中心线上。
本节介绍底盘结构的制作过程。
选宽度为2.5CM左右的PVC线槽,把凹槽一侧用剪刀裁出长度为2CM左右的一段。
把线槽上固定外壳卡槽的部分剪掉,作成小车底盘。
在凹槽底盘两侧如下图的中心位置用锥子各打一个小孔,要求两个小孔的位置完全一样(注意借助尺子量好位置)。
把车轴套上塑料垫片,然后穿过凹槽底盘的小孔。
如下图所示,把车轴安装到底盘上后,再在车轴两侧装上轮子。
关于齿轮箱的安装示意请参照下图所示。

假如车轴过长,可以用尖嘴钳截掉一些,确保车轮安装的空隙正好如下图所示(之间的空隙加有垫片)。
在凹槽底盘如下图所示打两个直径为2MM的小孔,把M2*10CM的螺丝用螺母固定起来,注意用螺丝刀和尖嘴钳配合把螺母拧紧。

在车身支架上对着凹槽底盘的螺丝位置也打好两个直径为2MM小孔。
如下图所示在凹槽底盘的螺丝上再上两个螺母,注意要高于车轴的位置,主要用来限位的,即让底盘中间有一定的空间。

把车身支架固定到底盘上,留意下图,由于有螺母的限位支撑,底盘中间还预留有空间。
把齿轮和滑轮在车轴上插紧来,因为车轴有点软注意不宜直接对车轴发力,可以如下图所示借助镊子的支撑以便好的发力把齿轮和车轮压入车轴中。
假如车轴与车轮的接合不是很紧,则可以涂上一些502胶水固定,但注意不要用过多502胶水以免沾到其他地方。
特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。假如不是特别必要的,不要用502胶水粘贴电机的外壳等部位。
本节介绍动力系统的制作过程。
把小齿轮套在小电机的轴上。再裁一块长3CM、宽0.8CM的PVC方片作为电机底座。
把电机用透明胶布绑在电机底座上。
把电机底座如下图所示安放在小车底盘上,把电机底座长出的部分剪掉,调整电机底座的位置,让电机上的小齿轮与小车底盘的车轴上的大齿轮刚好咬合。
关于电机和齿轮箱的安装示意请参照下图所示。

把电机底座用M1.5*8的小螺丝固定起来。
电机底座的小螺丝只有一颗,只能起到一个基本限定位置的作用,要完全固定还需要用透明胶布把电机缠绕在小车底盘上,具体如下图所示。
因为齿轮变速箱中齿轮之间的咬合不能太紧,最好预留一点空隙或者保持一点弹性,而用这种“螺丝限位+透明胶带缠绕”的固定方式是比较合适的选择。

本节介绍电源系统的制作过程。
把电池盒如下图所示用螺丝安装到车身支架上,注意这个电池盒的安装高度决定了重心的位置,对实际触发的灵敏度以及运行的效果有影响,一般不一定能够一次性安装成功,下图看到车身支架上的几个小孔就是实际调试过程中做了调整所留下的。
注意:
电池盒固定到车身支架上,可以不用下面的那颗螺丝,直接只上中间那颗拧紧来也是足够了的。
车身支架也不一定只完全伸直的,可以有一定的弯曲度,这主要还是看最后调试的需要。
本节对整个机器人的所有部件进行总装集成。
按照电路原理图或者下面的电路焊接示意图把电路接好。

电路导线可以暂时保持原来的长度,等后面都调试好了再根据实际截短布置好。
对完成总装集成的机器人进行调试。
打开拨动电源开关,确认小车默认是前进的。假如小车默认是后退的,可以把连接电机电极的两根线调换过来。

确认电路没有问题之后,尝试让小车进行自平衡控制。
一般常见的问题是小车前进后仰触发限位开关的瞬间,容易支撑不稳直接倾倒下去了。这个问题通常的原因是我们这个平衡小车所依靠机械接触式进行感应,相对来说控制方面还是有点粗糙的,在触发限位开关时由于是接触式的,对物理平衡还是有影响,所以多数情况下这个限位开关还要起到一个支撑的作用,而且与双轮组成了一个三点支撑结构,要确保稳定就是要让重心处于这个三点支撑的三角形内部。
因为双轮的位置是固定的,如果要调整就需要把限位开关的安装位置稍微再远离车身支架——也就是说要再做一个传感器的支架,在限位开关和车身支架间做一个固定衔接(如下图)。
我们尝试过使用以下结构的传感器支架。

经过实际的测试验证,我们最终还是选择了如下图所示的传感器支架形式——关键是调整传感器限位开关的安装高度比较灵活,可以方便对实际机器人运行效果的调试。
具体支架的尺寸不是固定的,大家可以参照图示自行在调试中确定下来。
实际运动的效果调试,可以通过调整车身支架和电池盒的角度来改变小车重心位置,可以通过改变限位开关的支架高度来调整传感器的灵敏度,最后得到最好的运行效果。
调试没有问题之后,把导线的长度进行截短,整理布线位置。
同时把拨动开关沾上少量502胶水,帖在车身支架如下图所示的位置上。
特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。假如不是特别必要的,不要用502胶水粘贴电机的外壳等部位。
尝试借助透明胶布把混乱的连线绑好。
又见车身背部调试过程中留下来的安装孔,呵呵……
完成总装调试的PVC-Robot 9号-A版机器人。
四、效果展示
最终完成的9号机器人的效果图。
前面做好的自平衡小车,车速有点快,前后运动切换起来比较突然,整个平衡效果过于忐忑,所以决定重新再设计一个版本。之前的就定为A版,而后面这个版本定为B版。
B版采用多一组齿轮减速,把车速降下来,但是测试的时候发现加了一组齿轮减速之后,速度又降得过慢了,有点来不及纠正平衡倾斜的感觉,并且由于缺乏速度带来的冲击力,导致触发限位开关的压力不够,于是决定把原来的2节电池增加到4节电池,即由原来的1个电池变为两个电池同时给电机供电。一来电机速度有所提升,减速后也不至于速度降得过多;二来也是增加了小车的整体重量,可以依靠施加的重力给触发限位开关时提供足够的压力。
关于齿轮箱的安装示意请参照下图所示。

与A版小车的底盘类似,B版小车的底盘也是用2.5CM宽度的PVC线槽的凹槽部分来制作,只不过B版的底盘更长一些,大约是3.5C左右。
按照上图的位置尺寸,根据实际齿轮的大小,在小车的凹槽底盘上打好齿轮轴和车轴的安装孔(注意:需借助尺子进行精确的测量定位),并如下图所示把用曲别针制成的齿轮轴和车轴安装好,让对应的齿轮都能比较顺利的咬合。
与A版一样,橡皮圈制作的车胎也套到作为车轮的大滑轮上。
车轮部分也类似A版一样,把小齿轮安装到大滑轮中,以便把车轴能够与车轮固定好。
假如车轴与车轮的接合不是很紧,则可以涂上一些502胶水固定,但注意不要用过多502胶水以免沾到其他地方。
特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。假如不是特别必要的,不要用502胶水粘贴电机的外壳等部位。
电机安装也是类似A版的,借助一个PVC制成的电机底座在通过M1.2的小螺丝固定到小车底盘上。
由于B版的底盘比较长,不便于在电机上再缠绕透明胶布,可以基本调整电机位置确定电机的小齿轮与减速箱的大齿轮基本咬合(不紧不松)后,在电机底座与小车底盘之间滴上一点502胶水,以把位置固定下来。
所有电路导线都连接好。
车身支架也类似,而两个电池盒可以只用一个螺丝对准直接固定在车身支架的前后两侧。
限位开关的传感器支架样式不变,用一颗M2*6的螺丝固定在车身支架上。
车身支架这次的安装方式有点不同,采用了三颗M2*6的螺丝直接如下图所示固定在小车底盘上。
拨动开关这次安装在小车底盘的前端,沾少量502胶水固定好。
特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。假如不是特别必要的,不要用502胶水粘贴电机的外壳等部位。
限位开关的支架安装好后,可以根据实际情况进行上下位置的微调。
完整组装好后的B版小车。
电路测试与A版一样,打开拨动电源开关,小车默认是前进的。假如小车默认是后退的,可以把连接电机电极的两根线调换过来。
实际运动的效果调试,可以通过调整车身支架和电池盒的角度来改变小车重心位置,可以通过改变限位开关的支架高度来调整传感器的灵敏度,最后得到最好的运行效果。
当然过程中可能免不了重新调整一些部件的安装位置,还会在车身上留下一些调试的安装孔。不过可能因为有了一定的经验,相对A版来说,B版身上的伤痕少了很多,基本上都是一次成型,哈哈。

A版、B版小车在一起。
本项目用简单的方式实现了一个双轮自平衡小车,可以通过这个项目:
1、了解自平衡小车的运动机理和控制原理;
2、对“DIY减速箱”这种精密加工能力的一次锻炼机会;
3、体验一下PVC材料上反复进行调试修整的经历——原来修改一下设计是那么简单,代价无非也就是留下伤痕难看了些。
本项目机器人虽然看起来并不复杂,但是确实是对个人动手能力的一个小挑战,不管是对自己信心还不是很足,或者对自己的水平已经很有把握的朋友,大家都来动手试试看吧,实践一下肯定都会有不同的体会和收获的。