Đề tài robot 2 bánh tự cân bằng có thể xem là một cầu nối kinh nghiệm từ mô hình thăng bằng con lắc ngược đến việc nghiên cứu và chế tạo các loại robot hai chân và robot giống người (humanoid robot) trong tương lai. Không giống như các xe scooter hay xe 2 bánh thông thường có hai bánh xe nằm trước sau, robot trong đề tài có hai bánh nằm song song với nhau, giúp nó trở nên gọn gàng để di chuyển bằng hai bánh xe trong những khoảng không gian chật hẹp.
Vấn đề giữ thăng bằng cho robot 2 bánh 3 bậc tự do ( 3 DOF) đã được nghiên cứu nhiều năm qua ở các trường đại học, các phòng thí nghiệm về robot trên toàn thế giới. Tính tiện ích của loại Robot này tạo ra lợi thế trong việc giải quyết các vấn đề trong công nghiệp cũng như trong cuộc sống. Chẳng hạn như xe lăn sử dụng công nghệ này sẽ mang lại sự tiện lợi lớn cho người sử dụng di chuyển trên nhiều địa hình khác nhau.
Những robot tự hành hầu hết là những robot di chuyển bằng ba hoặc bốn bánh xe, với hai bánh dẫn động được lắp ráp đồng trục, và một hoặc hai bánh tự do có thể được bố trí phía trước hoặc sau, có nhiệm vụ giữ cho robot thăng bằng.
Việc thiết kế ba hay bốn bánh làm cho robot được thăng bằng ổn định nhờ trọng lượng của nó được chia cho hai bánh dẫn động chính và bánh tự do, hay bất kỳ cái gì khác để đỡ trọng lượng của robot. Nếu trọng lượng được đặt nhiều vào bánh lái thì robot sẽ không ổn định dễ bị ngã, còn nếu đặt nhiều vào bánh đuôi thì hai bánh chính sẽ mất khả năng bám. Nhiều thiết kế robot có thể di chuyển tốt trên địa hình phẳng, nhưng không thể di chuyển lên xuống trên địa hình lồi lõm hoặc mặt phẳng nghiêng. Khi di chuyển lên đồi, trọng lượng robot dồn vào đuôi xe làm bánh lái mất khả năng bám và trượt ngã.
Hình - Robot dạng 3 bánh xe di chuyển trên địa hình bằng phẳng, trọng lượng được chia đều cho bánh lái và bánh dẫn nhỏ.
Hình - Robot dạng 3 bánh xe di chuyển trên địa hình dốc, trọng tâm bị dịch về phía trước của bánh lái, điều này có thể làm cho robot bị lật úp.
Ngược lại, các robot dạng hai bánh đồng trục lại thăng bằng rất linh động khi di chuyển trên địa hình phức tạp, mặc dù bản thân là một hệ thống không ổn định. Khi robot di chuyển trên địa hình dốc, nó tự động nghiêng ra trước và giữ cho trọng lượng dồn về hai bánh lái chính. Tương tự vậy, khi di chuyển xuống dốc, nó nghiêng ra sau và giữ trọng tâm rơi vào các bánh lái. Chính vì vậy, không bao giờ có hiện tượng trọng tâm của xe rơi ra ngoài vùng đỡ của các bánh xe để có thể gây ra sự lật úp.
Hình - Robot 2 bánh xe di chuyển trên địa hình dốc, trọng tâm của robot thay đổi theo hướng bảo toàn sự thăng bằng.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét