Американские инженеры разработали моноколесный робомоницикл Ringbot. Он представляет собой колесо в форме кольца, внутри которого находятся два подвижных управляющих модуля с установленными сверху ногами. С их помощью робот может менять направление движения во время езды, сохранять равновесие в неподвижном состоянии, опираясь о поверхность, а также разворачиваться на одном месте и самостоятельно подниматься после падения. Статью с описанием робота, опубликовала научно-техническая газета IEEE Transactions on Robotics.
Робот был построен на базе 3D-печатного колеса в форме кольца с внешним диаметром 515 миллиметров, которое покрыто снаружи термопластичным полиуретаном для лучшего сцепления с поверхностью. Внутри колеса расположены направляющие канавки, в которых установлены два подвижных модуля идентичной конструкции. Масса робота составляет около 2,5 килограммов.
Каждый модуль оснащен двумя электромоторами с трансмиссией, шестерни которой входят в зацепление с зубьями на внутренней поверхности колеса. Модули могут двигаться независимо друг от друга и приводят моноцикл в движение подобно тому, как хомяк, бегущий внутри колеса, заставляет его крутиться. По сути, модули смещают центр тяжести в продольном направлении, заставляя колесо двигаться вперед или назад.
На каждом управляющем модуле также установлена нога с двумя подвижными соединениями и тремя степенями свободы. Обе ноги могут отклоняться в любую сторону относительно плоскости колеса и используются в первую очередь как средство для изменения центра тяжести в поперечном направлении, чтобы управлять поворотами робота во время езды. А когда робот стоит на месте, ноги работают в качестве опор. Также робот может развернуться, стоя на одном месте, перебирая ногами, а в случае падения набок ноги способны поднять робота.
Управляет роботом бортовой компьютер Raspberry Pi, который встроен в один из двух управляющих модулей. За измерение параметров текущего положения и состояния робота отвечают инерционно-измерительные устройства IMU. Между собой два управляющих модуля связаны витым кабелем, который не препятствует их независимому движению. В каждом управляющем модуле есть пара встроенных аккумуляторов. Один из них используется для работы электромоторов, ответственных за движение модулей, а второй служит для питания моторов ноги.
Во время тестов Ringbot смог разогнаться до максимальной скорости в пять километров в час и проехать на одном заряде аккумуляторов три километра, то есть проработал в течение 37 минут. Также испытания показали, что большой диаметр колеса помогает роботу лучше преодолевать препятствия и неровности. Разработчики предполагают, что с учетом большого диаметра колеса, во внутреннем пространстве можно будет разместить полезную нагрузку и использовать робота, например, в сервисах доставки.
]]>
