Home 物联·技术 机器人 仅用单个电机制作可转向机器人
仅用单个电机制作可转向机器人

仅用单个电机制作可转向机器人

0
0

想象一下有这么个小机器人,六条腿在地上吧嗒吧嗒乱爬。嗯,倒是不用想象,看看上图就知道了。它叫做1STAR,就是1个驱动装置的可转向机器人的意思(1 actuator STeerAble Robot)。尽管它有六条腿,能够左右转向,但只用一个电机就能做到,一个!

简单说明到底怎么回事:1STAR只使用一台电机,只朝一个方向转动。它能向前移动和转向,多亏了工程上灵巧的设计和柔性材料的运用。且看视频演示:

还不明白的话,下面就来讲一下原理。有两样关键的东西:其一是中间那对脚(轮)是用柔性材料(弹性材料)制成的,而前后的则是刚性材料;其二是那单台电机能够精确脉冲加速整个机构。

机器人脚部和地面以类似三脚架方式接触。在任意时间点上,同侧前后各有一只脚接触地面,同时中间也有一只脚(柔性材料那个)在另一侧接触地面。当机器人加速时,柔性足就会弯曲,而刚性的则不会。这样机器人就会转向柔性材料那一边,因为弯曲的脚不能移动得很远。(差速控制)如果机器人加速维持常量,且每一边发生频率一样,那么机器人就呈前进方向。但是,如果机器人仅在其中一边柔性腿触地时加速,而另一边的柔性腿在减速时触地,那它就会朝一个方向转动。在加速过程中发生的改变太快,以至于很难在机器人移动时觉察到,但如视频所示,机器人能轻易避过障碍物前进。

很明显地,你未必能以这样的方法控制机器人,但你也找不到比这个方法更便宜和简单的结构了。大部分结构看似3D打印的,所以所有成本实际上就在不能打印的部分,即电池、控制器和电机。只用一台电机就将成本降低了不少,特别是你如果想制造一大群机器人的时候,比如用在地震之后搜救幸存者的场合。

1STAR,单电机驱动可转向机器人由以色列本古里安大学的David Zarrouk和加州伯克利大学的Ronald S. Fearing设计制作,在2014年位于香港举办的工业化学用品研究协会上亮相,不久前在斯丹佛-伯克利机器人研讨会上再次进入人们视野。

原文链接 原作:Evan Ackerman

扩展阅读——伯克利大学微型仿生机械实验室