یک یوتیوبر خلاق به نام جیمز بروتون، موفق به ساخت یک ربات تک چرخ هوشمند با تعادل بالا با استفاده از قطعات چاپ سه‌بعدی شد.
به گزارش تکناک، این ربات با بهره‌گیری از یک چرخ همه‌جهته و دو موتور پیشرفته، می‌تواند در جای خود بایستد و تعادل خود را در دو جهت حفظ کند.
فهرست مطالب
عملکرد چرخ همه‌جهته
بروتون در توضیح ساختار این ربات گفت: «من برای این ربات، چرخ جدیدی ساختم که قابلیت حرکت در دو جهت را دارد. این یک چرخ همه‌جهته است و چرخ‌های کوچک اطراف آن دارای موتور هستند تا بتواند به صورت جانبی نیز حرکت کند.»
موتور اول، چرخ اصلی را به جلو و عقب می‌چرخاند و وظیفه حفظ تعادل در راستای جلو-عقب را بر عهده دارد. موتور دوم، چرخ‌های کوچک کناری را در جهت عمود به حرکت درمی‌آورد تا تعادل جانبی نیز حفظ شود.
سیستم انتقال نیروی ربات تک چرخ
موتور دوم از طریق یک سیستم تسمه و پولی، نیرو را به چرخ‌های کناری منتقل می‌کند. بروتون این سیستم را برای حفظ تنش مناسب تسمه و حفظ شکل دایره‌ای چرخ، با دقت بالا طراحی کرده است. به گفته او، چرخ جدید حدود ۱۸ اینچ (حدود ۴۶۰ میلی‌متر) قطر دارد و نسبت به نمونه‌های پیشین بزرگ‌تر است.
کنترل با برد Teensy 4.0 و حسگر IMU
این ربات با برد Teensy 4.0 کنترل می‌شود و از حسگر IMU (واحد اندازه‌گیری اینرسی) برای تشخیص حرکات استفاده می‌کند. ارتباط بین برد کنترل و موتورها از طریق پروتکل CAN bus انجام می‌شود و انرژی مورد نیاز آن توسط باتری‌های لیتیومی قدرتمند مخصوص رباتیک تأمین می‌گردد.
تعادل ربات تک چرخ به لطف جرم و ابعاد بیشتر
بروتون توضیح داد که هرچه یک جسم بزرگ‌تر و سنگین‌تر باشد، راحت‌تر تعادل خود را حفظ می‌کند. به این دلیل که اینرسی آن بیشتر است، حرکت آن کندتر می‌شود و در نتیجه دیرتر می‌افتد. این موضوع مثل نگه داشتن یک چوب بلند روی دست می‌باشد، که کنترل آن آسان‌تر از یک خودکار کوچک است.
این پروژه نیز مانند بسیاری از پروژه‌های خلاقانه بروتون، با استفاده از منابع متن‌باز ساخته شده و مراحل توسعه آن در کانال یوتیوب وی به اشتراک گذاشته شده است.
