給我三個全向輪,我可以轉動整個地球

1、吹牛前湊

兩千多年前,阿基米德曾經說:給我一個支點,我可以撬起整個地球。他做夢都沒有想到,兩千多年後,北京交通大學出來的幾個小夥子扯皮說:給我三個全向輪,我可以轉動整個地球。

如何轉動地球呢?聽我慢慢吹牛。

2、單球機器人

我們把通過一個圓球站立和運動的機器人稱作單球機器人(BallBot)。所以說,轉動地球的這貨,就被稱為單球機器人。

在我們之前,已經有很多團隊也曾經玩轉過地球,如卡內基梅隆大學、蘇黎世理工大學、村田製造所等。

該機器人可以通過支撐球的滾動實現全方位的移動。單球機器人具有以下幾個特點:

(1)以圓球體為支撐,可以靈活地向各個方向移動

(2)可以任意半徑轉彎,而且運動速度較快

如果你看過《機器人總動員》的話,主角Wall-E很可愛,但另一個小玩意絕對可以奪得最佳男配角獎,那就是MO機器人,MO機器人就是一個單球機器人。

3、技術部分

由於單球機器人的動力學特性是由一個多變數、強耦合、時變的非線性高階微分方程組描述的。 同時,這種機器人系統還具有多自由度、多驅動器、多感測器的特點,是一個極為複雜的多輸入多輸出系統,再加上其欠驅動的系統特性, 使其成為各種控制理論應用和優化的理想研究平台。

不知道你是否能夠看得懂,反正我是沒有看懂。如果你已經暈了,就跳過這段吧,或者先去買個保險。

吹牛挖的坑,到底如何填呢?

首先,我們需要對單球機器人進行了運動學分析; 其次,運用拉格朗日方程建立了完整的單球機器人動力學模型;最後,對單球機器人非線性模型在平衡點進行線性化,並分析了線性化後的系統模型特性。

不管你暈不暈,反正我已經暈了。但是還沒有結束,我們還需要使用卡爾曼濾波演算法對陀螺儀輸出的數據進行處理。然後建立單球機器人的歐拉角。最後還要使用線性二次型調節器進行傾角計算,驅動三路電機進行轉動。

填坑的思路講完,後面就需要一鏟子一鏟子填坑,也就是俗稱的參數調節。

4、視頻展示

我們正在籌備上天的計劃。說實在的,我們的單球機器人實現的功能還遠遠不夠,長夜漫漫,無心睡眠,只能繼續調教這貨了。

下面看我們的視頻展示。

單球機器人Balancing Robot on a Ball - 騰訊視頻 http://v.qq.com/x/page/s0333lqkphs.html

5、臨終遺言

不要問我這貨有啥用,知道也不告訴你。

如果你覺得這貨有啥用,可以告訴我。

如果你想知道更多的細節,可以問我,但是我可能不告訴你。

神轉折...

之後我們會開源整個系統,不管你信不信,反正我是信了。

那麼問題來了?這貨到底有啥用呢?


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