单轮机器人

单轮机器人是一种全新概念的移动机器人。从外观上看它只有一个轮子,运动起来很像一个陀螺,事实上它的设计正是受到陀螺运动的启发。

单轮机器人的驱动部件是一个旋转的飞轮。飞轮的轴承上安装有双链条的操纵器和一个驱动马达。飞轮不仅可以使机器人实现稳定运行,还可以控制机器人运动的方向。与其它多轮、静态稳定的机器人相比,单轮机器人具有以下优点:对外界的扰动不敏感,可操作性强,运动时的滚动摩擦力较低,可以从倒地的状态中自动站立及水陆两栖等等。

针对单轮机器人的研究工作主要包括:

(1) 单轮机器人的动态模型建立以及推进力与操纵机构的耦合和参数化问题;

(2) 基于位置传感器的运动信息获取方法;

(3) 动态稳定而静态不稳定的控制方案。

单轮机器人的研究具有广阔的应用前景:利用其水陆两栖的特性,将它引入到海滩和沼泽地 等环境,进行运输、营救和矿物探测;利用其外形纤细的特性将它用作监控机器人,实现对狭窄 地方的监控;在航天领域,基于单轮机器人的原理可以开发一种不受地形影响、运动自如的月球 车。