【硬核揭秘】稚暉君親手打造「機器心臟」!
在B站科技區,稚暉君(本名彭志輝)的名字幾乎等同于“硬核”二字。這位被粉絲稱為“野生鋼鐵俠”的天才少年,曾以華為“天才少年計劃”成員身份出圈,更因自制自動駕駛自行車、機械臂等黑科技作品屢登熱搜。而在他眾多神級項目中,超迷你FOC矢量控制驅動器(簡稱“Ctrl-FOC”)堪稱“機器人的心臟”,今天我們就來揭開它的神秘面紗!
本文引用地址:http://www.104case.com/article/202503/467979.htm一、什么是FOC驅動器?為何被稱為“機器心臟”?
FOC(磁場定向控制)**是一種通過精準控制磁場方向與大小的電機驅動技術,能實現無刷電機的“像素級操控”——無論是超低轉速下的穩定扭矩,還是高速動態響應,都遠超傳統電調(ESC)。相較普通電調,FOC的優勢在于:
低噪音:正弦波驅動替代方波,運行更安靜;
全閉環控制:支持力矩、速度、位置三環控制,精度更高;
能量回收:剎車時可反向發電,提升能效;
稚暉君設計的Ctrl-FOC驅動器,體積僅巴掌大小,卻支持雙路100A峰值電流,可同時驅動兩個無刷電機和一個60KG扭力舵機,堪稱機器人動力系統的“心臟”。
二、三個月煉獄開發!從廢板堆到“全能開發板”
稚暉君曾坦言,這是“做過最曲折的板子”——歷時3個月,歷經數十次軟硬件調試,廢板堆成小山。
硬件極限挑戰:板載大功率MOS管、高精度電流采樣電路,稍有不慎即短路燒毀;
算法攻堅:FOC核心算法需結合電機參數動態調整,代碼量超萬行;
工業級設計:采用上下疊板結構,邏輯單元與功率單元分離,方便適配不同功率電機。
最終成果令人驚嘆:驅動器集成CAN、USB、I2C接口,配備128x80分辨率OLED屏,甚至能通過自定義固件模擬物理引擎效果,變身“全能開發板”。
三、從機器狗到自動駕駛單車:驅動器的“封神”應用
稚暉君的Ctrl-FOC不僅是實驗室里的玩具,更在多個硬核項目中大放異彩:
自動駕駛自行車“XUAN”:驅動后輪電機與動量輪,實現自主平衡與避障,搭載激光雷達與昇騰AI芯片,被B站CEO陳睿贊為“重新定義自行車”;
機械外骨骼協作:雙電機實時同步力矩反饋,模擬人體關節聯動,為未來人機交互提供可能
;工業機器人:支持高精度位置控制,可替代進口驅動器,成本降低70%;
四、開源精神:技術普惠的“稚暉式浪漫”
與許多閉源商業產品不同,稚暉君堅持將硬件設計圖、固件代碼全部開源。他在GitHub發布的資料包中,甚至詳細標注了PCB布線技巧與算法調參心得。這一舉動直接降低了機器人開發門檻,無數極客和高校團隊以此為基礎,研發出教育機器人、智能農機等創新應用。
【自制】機器人的心臟--超迷你FOC矢量控制驅動器【軟核】_嗶哩嗶哩_bilibili
想親手復刻?
項目開源地址:
https://github.com/peng-zhihui
評論