从事IT行业这么多年，养成了喜欢研究的习惯，文章的目的是记录自己学习制作平衡车模型的历程，同时帮助需要的人少走点弯路，喜欢DIY的朋友可以尝试一下。

先了解一下二轮平衡车的控制原理 ，原理是以姿态传感器(陀螺仪、加速度计)来监测车身所处的俯仰状态和状态变化率，通过微控制器计算出适当数据和指令后,驱动电动机产生前进或后退的加速度来达到车体前后平衡的效果。控制过程中就是负反馈机制，有的文章说类似放在指尖上可以移动， 通过眼睛观察木棒的倾斜角度和倾斜趋势（角速度）。通过手指的移动去抵消木棒倾斜的角度和趋势，使得木棒能直立不倒，这是人体的平衡控制，我觉得能加深对平衡原理的理解。我们实现的思路是获取小车目前的状态（倾斜角度值），用这个角度值和小车能够稳定的角度值比较,得出偏差角度值,把这个偏差转换成PWM信号，用PWM驱动电机修正，当偏差角度值等于0的时候，这个时候小车就稳定下来了。平衡车，也叫体感车，最早国外先有的。后来出现在国内，街头上出现好多种形形色色的电动平衡车，有独轮型的，也有两轮型的，还有滑板车型的平衡车基本上全是基于此原理。它的主要组成部分有：传感器模块，mcu控制模块，电机驱动模块，其中传感器模块（主要由加速度计和陀螺仪两个部件组成）。

首先我们看一下电机部分，我用的是带码盘的减速电机，直流减速电机，减速比有1:48,1:120和1:288的多种，减速电机扭矩大。如图

简单用solidworks设计了设计车架，稳定就行，当然网上有很多用亚克力材料制作车身，也不错。

放入打印软件，预览并打印

用了三节18650电池

少不了各种螺丝来固定，网上买个各种型号都有的螺丝盒，方便。

从万能洞洞板上,剪出小块板，没有切割工具，虽然丑但不影响使用。

这里用到了控制器是arduino 的nano小板，体积小。带了usb下载程序方便。为了能够进行前后左右移动控制，加了蓝牙接收器。方便控制。

背面，放了姿态传感器mpu6050，飞线有点乱，不影响使用。

平衡的核心传感器，mpu6050传感器，获取角度的利器，这个6050用在小车上是浪费，因为可以输出3轴加速度和3轴角速度，共六轴的数据， 结合加速度和角速度计算出角度，用在多轴无人机上也是够用了就像前篇我的diy四轴无人机也是用这个传感器，但是用它来做平衡车只需要角度的输出。姿态传感计算代码。直立平衡车的姿态角度时，用到了卡尔曼滤波算法。卡尔曼滤波，我理解，是只需要k-1时刻两参数的协方差估算出k时刻最优解，并算出k时刻协方差进行递归，算出k+1，k+2…时刻的最优解。 它是个快速而智慧的算法。知乎上 很多通俗 的解释，有些高手的回答个人觉得都不错，地址是：

6050 Pcb如图

网上买的车轮模型，就不打印了

装配实物图如下

最后来个平衡图，还不错很稳定：