DIY：擁有絕佳移動(dòng)力的球平衡機(jī)器人

機(jī)器人一直是我們DIY項(xiàng)目中的分水嶺，當(dāng)一款機(jī)器人作品可以完美的完成我們所設(shè)定的動(dòng)作就已經(jīng)是一款成功的作品。

而這其中，我們所要解決最難的問(wèn)題就是讓機(jī)器人獲得自如的“行動(dòng)力”。如果“飛行”和“多足”都不能滿(mǎn)足我們所要求的“行動(dòng)自如”，那么我們可以選擇一個(gè)更平穩(wěn)的方式—“球行”。

無(wú)論是功能多么簡(jiǎn)單的機(jī)器人，“行動(dòng)力”都是最關(guān)鍵的性能。簡(jiǎn)單而有效的移動(dòng)方式能讓機(jī)器人擁有更多的可能，完成更多的動(dòng)作。

在大家所見(jiàn)識(shí)過(guò)的多個(gè)項(xiàng)目中，飛行機(jī)器人和多足機(jī)器人都是擁有很強(qiáng)機(jī)動(dòng)性的產(chǎn)品，但是相對(duì)的穩(wěn)定性就差得遠(yuǎn)了。因此有一種新的行動(dòng)模式被加到機(jī)器人的行列中，那就是“球行”機(jī)器人。

“永遠(yuǎn)不倒”的機(jī)器人Rezero

Rezero來(lái)自瑞士，是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的學(xué)生打造的作品。如果對(duì)其進(jìn)行一個(gè)概括性的描述，我們可以將其評(píng)價(jià)為“永遠(yuǎn)不倒”的機(jī)器人

與多足機(jī)器人相比，Rezero走了另一個(gè)極端：整個(gè)結(jié)構(gòu)由一個(gè)球形的底座來(lái)支撐，整個(gè)機(jī)器僅有球面上的一點(diǎn)與地面接觸，使得其不能保持絕對(duì)的穩(wěn)定，但這個(gè)機(jī)器人會(huì)同時(shí)通過(guò)球形底座進(jìn)行不斷的“微調(diào)”保持著移動(dòng)和相對(duì)的平衡。

Rezero可以配合各種傳感器，包括水平儀、紅外定位以及熱感應(yīng)等。

因?yàn)镽ezero僅有一個(gè)支撐點(diǎn)與地面接觸，所以這個(gè)機(jī)器人自身一直處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，必需通過(guò)不斷的調(diào)整自己的運(yùn)動(dòng)。而做為底座的球體則通過(guò)三個(gè)輪子形成一個(gè)萬(wàn)向節(jié)，用以控制轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度。

憑借身上的傳感器以及底座球體的機(jī)動(dòng)性能，Rezero可以完成勻速直行、自轉(zhuǎn)、圍繞特定目標(biāo)公轉(zhuǎn)等動(dòng)作。通過(guò)加強(qiáng)Rezero的馬達(dá)性能，它也可以充當(dāng)載具并提供引路功能。

在TED演講上，彼特·范考薩曾展示了Rezero這款機(jī)器人的實(shí)際性能和前景。

球平衡機(jī)器人的DIY

陀螺儀傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器、無(wú)線(xiàn)模塊、WIFI模塊、攝像頭甚至是Kinect，為了讓球形機(jī)器人發(fā)揮出其所擁有的穩(wěn)定行動(dòng)力，我們可以利用不同的傳感器和組件去發(fā)揮它的這種優(yōu)勢(shì)。

目前有人DIY了這種設(shè)計(jì)，通過(guò)STM32單片機(jī)以及ATmega16單片機(jī)可以完成這種設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，而機(jī)械部分可通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)（齒輪箱）、編碼器以及DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器完成動(dòng)力系統(tǒng)。

利用全向輪，我們就能得到一個(gè)可以全方位對(duì)球形底座進(jìn)行移動(dòng)控制的機(jī)動(dòng)系統(tǒng)。

目前通過(guò)一般的DIY方式制作這種機(jī)器人已經(jīng)可以活動(dòng)不錯(cuò)的機(jī)動(dòng)性能，可以進(jìn)行勻速直行、自轉(zhuǎn)等動(dòng)作，并且行動(dòng)時(shí)非常平穩(wěn)，性能可靠。

而對(duì)一些服務(wù)性機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，這種“球形動(dòng)力”也無(wú)疑更加可行和高效。