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    【创客学堂】DIY:拥有绝佳移动力的球平衡机器人

    编辑:sophie2013-10-29 浏览次数:551

    机器人一直是我们DIY项目中的分水岭,当一款机器人作品可以完美的完成我们所设定的动作就已经是一款成功的作品。

     
      而这其中,我们所要解决最难的问题就是让机器人获得自如的“行动力”。如果“飞行”和“多足”都不能满足我们所要求的“行动自如”,那么我们可以选择一个更平稳的方式-“球行”。
     
      无论是功能多么简单的机器人,“行动力”都是最关键的性能。简单而有效的移动方式能让机器人拥有更多的可能,完成更多的动作。
     
      在大家所见识过的多个项目中,飞行机器人和多足机器人都是拥有很强机动性的产品,但是相对的稳定性就差得远了。因此有一种新的行动模式被加到机器人的行列中,那就是“球行”机器人。
     
      “永远不倒”的机器人Rezero
     
      Rezero来自瑞士,是苏黎世联邦理工学院的学生打造的作品。如果对其进行一个概括性的描述,我们可以将其评价为“永远不倒”的机器人
     
      与多足机器人相比,Rezero走了另一个极端:整个结构由一个球形的底座来支撑,整个机器仅有球面上的一点与地面接触,使得其不能保持绝对的稳定,但这个机器人会同时通过球形底座进行不断的“微调”保持着移动和相对的平衡。
      Rezero可以配合各种传感器,包括水平仪、红外定位以及热感应等。
     
      因为Rezero仅有一个支撑点与地面接触,所以这个机器人自身一直处于一种不稳定的状态,必需通过不断的调整自己的运动。而做为底座的球体则通过三个轮子形成一个万向节,用以控制转动的方向和速度。
     
      凭借身上的传感器以及底座球体的机动性能,Rezero可以完成匀速直行、自转、围绕特定目标公转等动作。通过加强Rezero的马达性能,它也可以充当载具并提供引路功能。
     
      在TED演讲上,彼特·范考萨曾展示了Rezero这款机器人的实际性能和前景。
      球平衡机器人的DIY
     
      陀螺仪传感器、加速度传感器、地磁传感器、无线模块、WIFI模块、摄像头甚至是Kinect,为了让球形机器人发挥出其所拥有的稳定行动力,我们可以利用不同的传感器和组件去发挥它的这种优势。
      目前有人DIY了这种设计,通过STM32单片机以及ATmega16单片机可以完成这种设计的控制系统,而机械部分可通过直流电动机(齿轮箱)、编码器以及DC电机驱动器完成动力系统。
     
      利用全向轮,我们就能得到一个可以全方位对球形底座进行移动控制的机动系统。
      目前通过一般的DIY方式制作这种机器人已经可以活动不错的机动性能,可以进行匀速直行、自转等动作,并且行动时非常平稳,性能可靠。
     
      而对一些服务性机器人设计方案,这种“球形动力”也无疑更加可行和高效。
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