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。