ESP32-S3 轮腿机器人实战：自平衡与身高调节
作为机器人爱好者，打造一款兼具灵活性与功能性的轮腿机器人是常见目标。本项目分享一款基于 ESP32-S3 的低成本轮腿机器人方案，实现了自平衡、身高调节、无线控制等核心功能，并开源了全部 PCB、原理图和代码。
一、项目初衷
这款机器人的灵感来源于 Ascento 机器人，最初的设计目标是通过实践学习控制算法。目前已成功实现自平衡、身高调节、无线控制三大核心功能，后续将迭代离线语音控制。
更值得一提的是，项目完全开源，从 PCB 设计图、原理图、三维模型到 BOM 清单，所有资源都能免费获取，降低了制作门槛。
二、硬件篇：低成本选材，兼顾性能与性价比
1. 核心主控与 PCB 设计
机器人的'大脑'选用 ESP32-S3-WROOM-1-N8 芯片，兼顾高性能与低功耗，支持离线语音识别。PCB 设计使用立创 EDA 完成，机械结构绘图采用 CAD 和 Solidworks，整体尺寸仅 48*48mm。
PCB 历经 V2.0 和 V3.0 两个版本迭代：
- V2.0 版本采用 3 层连接设计，主控与电机驱动分离，电机驱动使用 L6234D 芯片，双路升压芯片供电，但成本较高；
- V3.0 为最终版，将电机驱动全部集成到 ESP32-S3 主控，简化结构、降低成本，目前暂时采用'V2.0 主控 + 电源层 +4010 电机单独驱动'的组合方案。
2. 关键元器件选型
- 动力系统：足部采用 4010 无刷电机直驱，车轮与电机过盈配合，传动效率高；腿部用舵机控制，搭配 XH2.54 3P 接口，安装便捷。
- 驱动与稳压：选用 DRV8313 作为驱动芯片，峰值电流 2.5A，专门适配 10 欧姆左右的云台电机；稳压方面采用 LM2596 提供稳定 5V 电压，为舵机供电更可靠。
- 传感器：板载 MPU6050 姿态传感器，精准采集机器人姿态数据，为自平衡算法提供核心支撑。
通讯与供电：集成 CH340K 串口芯片，通过 Type-C 接口实现电脑通讯与程序下载；电源支持 XT60 接口输入，采用 3S 锂电池供电，续航持久。
3. 丰富接口，拓展性拉满
PCB 板预留了丰富的接口，满足后续功能扩展需求：
- 两路舵机接口、两路无刷电机接口；
- 两路 IIC 接口、四路 SPI 接口；
- 两路 FPC 0.5mm 8P LCD 接口，可连接两个 1.28 寸圆形屏幕；
- IO 0 按键和 RST 复位按键，方便调试与重启。
三、软件篇：简单易上手，核心算法开源可复用
1. 开发平台与核心框架
代码开发基于 VScode platform 平台，主控运行 ESP32 RTOS 实时操作系统，通过多任务调度实现高效控制。电机驱动采用 SimpleFOC 算法，运行在扭矩模式下，稳定性更强，适合轮腿机器人的动力控制需求。
