Thiết kế khối lập phương tự cân bằng trên cạnh

Khối lập phương cân bằng

• Khối lập phương này có thể tự giữ thăng bằng trên một cạnh, đồng thời có thể quay theo cách được kiểm soát quanh trục.
• Điều này đạt được nhờ sử dụng ba bánh đà phản ứng và một hệ thống điều khiển thông minh.
• Ý tưởng ban đầu của thiết bị này được các nhà nghiên cứu tại ETH Zürich đề xuất, và sau đó đã có một số cải tiến được thực hiện.

Thiết kế cơ khí

• Thiết kế cơ khí của khối lập phương này về cơ bản rất giống Cubli nguyên bản, nhưng có một vài khác biệt nhỏ.
• Cấu trúc chính gồm tám "cornerstone" và sáu tấm mặt.
• Ba trong số các tấm mặt có thêm các đặc tính để hỗ trợ cụm mô-tơ và bánh đà phản ứng.
• Tất cả các bộ phận đều được vẽ bằng (con)Fusion 360.

Thiết kế điện cơ

• Mô-tơ và bộ điều khiển mô-tơ sử dụng mô-tơ Maxon, loại thường được dùng trong các khối lập phương cân bằng khác.
• Việc lựa chọn linh kiện chất lượng cao là rất quan trọng.
• Đã chọn bộ điều khiển mô-tơ 4 góc phần tư tương thích với mô-tơ 60W.
• Phần mềm của bộ điều khiển mô-tơ Escon rất dễ sử dụng.
• Pin được chọn là pin lithium polymer 6S1P.
• Bo mạch chính là một thiết kế tùy chỉnh, tích hợp nhiều thành phần.

Thiết kế và tinh chỉnh bộ điều khiển

• Bộ điều khiển không được tự thiết kế từ đầu; thay vào đó, công trình của Fabio Bobrow đã được port sang Arduino.
• Thiết kế của bộ điều khiển tư thế chính khá thú vị.
• Nó có thể được giải thích như một sự dung hòa giữa hai mục tiêu đối lập.
• Việc đưa bộ điều khiển vào vận hành và tinh chỉnh là phần lớn nhất trong khối công việc liên quan đến mã nguồn.

Bước tiếp theo: nhảy

• Có kế hoạch bổ sung phanh cơ khí cho các bánh đà phản ứng.
• Nhờ đó, khối lập phương sẽ có thể tự di chuyển đến vị trí cân bằng.

Tệp nguồn và tài liệu

• Tất cả các tệp thiết kế, cấu hình và mã nguồn liên quan đến dự án này có thể được tìm thấy trong kho GitHub.
• Nếu có câu hỏi về dự án hoặc muốn tự chế tạo khối lập phương của riêng mình, bạn có thể liên hệ.
• Chi phí BOM vào khoảng €2500.

Ý kiến của GN⁺:

1. Dự án này rất hữu ích để học tập thông qua việc áp dụng thực tế các khái niệm kỹ thuật cơ khí và điện tử phức tạp.
2. Cách tiếp cận mã nguồn mở có thể giúp các kỹ sư và sinh viên khác khám phá công nghệ này và tạo ra phiên bản của riêng họ.
3. Công nghệ như vậy có thể góp phần nâng cao hiểu biết về các hệ thống bánh đà phản ứng được sử dụng trong những công nghệ tiên tiến như vệ tinh.

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Giống như một kỹ sư điều khiển dày dạn kinh nghiệm, tôi cũng đã mất vài ngày để đổi dấu của nhiều tín hiệu cho khớp.

  • Một người có bằng thạc sĩ trong lĩnh vực điều khiển và xử lý tín hiệu từng nghĩ rằng mình phải đổi dấu tín hiệu vì còn thiếu kinh nghiệm, nhưng rồi nhận ra đây là chuyện mà cả những kỹ sư giàu kinh nghiệm cũng thường gặp.

• Xem video đó thực sự rất kinh ngạc.

  • Khi xem video, cách nó phản ứng với việc bị đẩy trông gần như phép màu, giống như đang chứng kiến một loại lực mới. Hình ảnh vật thể giữ thăng bằng như thể đang sống và chống lại thay đổi của môi trường để lại ấn tượng mạnh.

• Tôi thích sự nghiệp của mình với vai trò kỹ sư phần mềm, nhưng vẫn thấy tiếc vì đã không học một lĩnh vực có thể tạo ra những thứ như thế này.

  • Dù hài lòng với công việc kỹ sư phần mềm, người viết vẫn bày tỏ sự quan tâm và khao khát đối với lĩnh vực có thể tạo ra những tác phẩm đáng kinh ngạc như vậy.

• Tôi dự định bổ sung phanh cơ học cho bánh đà phản ứng... nhờ đó khối lập phương có thể tự di chuyển vào vị trí cân bằng.

  • Bày tỏ sự kỳ vọng về tính năng khối lập phương có thể tự đứng dậy và giữ thăng bằng, đồng thời chia sẻ liên kết video liên quan.

• Làm tôi nhớ đến tàu một ray Brennan.

  • Công nghệ được giới thiệu trong video gợi nhớ đến tàu một ray Brennan và tạo cảm giác thú vị.

• Một tác phẩm nghệ thuật tuyệt vời. Những tác phẩm khác mà kỹ sư này tạo ra cũng rất thú vị và đáng xem.

  • Bày tỏ sự ngưỡng mộ và yêu thích với các tác phẩm nghệ thuật do kỹ sư này tạo ra, đồng thời chia sẻ liên kết video về các tác phẩm khác.

• Có thể thành công với chiến lược và thiết lập đúng đắn. Đây chính là cốt lõi của đầu tư.

  • Chia sẻ trải nghiệm vào thị trường với 10k và kiếm được 68k lợi nhuận trong thời gian ngắn, nói rằng đã dùng khoản lãi đó để bắt đầu kinh doanh. Đồng thời giới thiệu một tài khoản cụ thể trên Instagram để nhận thêm lời khuyên giao dịch.

• Tôi còn bị cuốn hút bởi vẻ ngoài tuyệt vời của nó hơn là việc nó có thể giữ thăng bằng.

  • Người viết cảm thấy bị hấp dẫn bởi thiết kế và ngoại hình của vật thể hơn là chức năng của nó.

• Vào Chủ nhật tôi hào hứng vì đạt đến tầm cao mới với code. Tôi thấy thỏa mãn khi thúc đẩy sự kiên trì và sáng tạo. Nhưng cứ sau khi xem những bài như thế này, tôi lại hoàn toàn bất lực, thiếu kiên nhẫn và sợ phải thử những thứ như vậy.

  • Người viết cảm thấy có thành tựu khi lập trình, nhưng lại thấy sợ hãi trước thử thách của các dự án như thế này và cho rằng mình thiếu kiên nhẫn.

• Trông thật tuyệt. Có ai có thể làm nó yên tĩnh hơn không?

  • Sản phẩm trông rất ấn tượng, nhưng người viết đặt câu hỏi về cách giảm tiếng ồn của quạt.