ربات‌های تک چرخ:

نگه‌داشتن تعادل در ربات هایی که یک چرخ دارند به علت اینکه فقط یک نقطه ی تماس با زمین دارند، کار سختی است. ربات های متحرکی که چند چرخ دارند و از نظر استاتیکی پایدارند و قد آنها برای ارتباط با افراد بلند است، باید مرکز ثقل پایین، بدنه پهن و شتاب پایین داشته باشند. این شرایط منجر به بروز محدودیت هایی در کارایی آنها شده است.

لذا، ما یک نوع وارون این ربات های متحرک را بررسی نمودیم که، طول، عرض و وزن شخص به گونه‌ای باشند که مرکز ثقل بالایی داشته باشند تا بتوانند روی یک چرک کروی تعادل خود را حفظ کنند. برخلاف آن نوع ربات‌هایی که دو چرخ دارند که برای حرکت در یک مسیر خاص باید اول مقداری دوران کنند و بعد به جلو بروند، این ربات هایی که یک چرخ دارند، می توانند به طور مستقیم در هر جهتی حرکت نمایند. شکل کلی طراحی این ربات ها را می توان شبیه موس‌هایی دانست که در آنها از یک گوی و دو انکودر که با این گوی تماس دارند و کار تشخیص جهت دوران این گوی را انجام می دهند، دانست. با این تفاوت که در این ربات‌ها همان کار به صورت وارون اتفاق افتاده است. موتورهایی که به گوی متصل هستند و سیستم کنترلی باعث پدیدار شدن تعادل دینامیکی، حفظ موقعیت و حرکت از نقطه ای به نقطه ای دیگر می شوند.


مشکل مهم و متداولی که در بسیاری از این ربات‌ها دیده شده این است که در حالتی که یک ربات متحرک چرخ‌دار از نظر استاتیکی پایدار است، این پایداری، به راحتی تبدیل به یک ناپایداری دینامیکی می‌شود، اگر:

  • مرکز ثقل بسیار بلند باشد
  • شتاب تندشونده یا کندشونده، بسیار سریع اتفاق بیفتد
  • در سراشیبی تند قرار بگیرد

از سویی، ارتفاع ربات باید آنچنان باشد که بتواند با انسانی که روی آن قرار می‌گیرد همخوانی و تعامل داشته باشد و از سوی دیگر باید آنقدر لاغر باشد که بتواند به راحتی و بدون برخود با افراد یا اشیاء در میان مردم حرکت کند.


لینک های مرتبط: