48241 SN grudzien 067

ANATOMIA BALLBOTA

Ballbot wygląda jak 180-centymetrowy długopis (z lewej). Odpowiednio zamontowane żyroskopy optyczne i akcelerometry (na górze z prawej) umożliwiają pomiar parametrów ruchu robota w trzech prostopadłych do siebie kierunkach. Dzięki pomiarowi parametrów nachylenia, toczenia i obrotu robota wokół własnej osi komputer określa pionową orientację urządzenia i utrzymuje jego równowagę [ramka na następnej stronie]. Wyposażony w kulę mechanizm jezdny (na dole z prawej) działa w odwrotny sposób niż mechaniczna mysz komputerowa. Rolki wprawiane przez silniki w ruch obracają kulę, a optyczne enkodery mierzą przemieszczenie robota. By utrzymać urządzenie w pozycji pionowej, gdy się nie porusza, zastosowaliśmy mechanizm trzech wysuwanych podpórek.

Akcelerometr

Rolki napędowe

UKŁAD JEZDNY

Silnik i enkoder optyczny

Pas napędowy

Żyroskop

optyczny

Toczenie się (oś x)

Kulki

wspomagające

napęd

jezdna

Nachylenie (oś y)

Komputer-

sterujący

Akumulator

Układ jezdny—

Ładowarka-

akumulatora

Podpórka (schowana)

Kula

UKŁAD ŻYROSKOPÓW (KONCEPCJA)

Układ żyroskopów

Mechanizm wysuwający podpórkę

chaniczną mysz komputerową, ruch kauczukowej kulki powoduje obracanie się prostopadle zamontowanych wałków, które sprzęgnięte są z optycznymi czujnikami obrotu. Pomiar obrotu tych wałków przekłada się na pozycję kursora na ekranie. Z ballbotem jest podobnie, z tą różnicą, że to rolki sterowane są sygnałem z komputera i to one poruszają gumową kulę. W ten oto sposób robot może przemieszczać się po podłodze we wszystkich kierunkach. W gruncie rzeczy jest to mecha

nizm jezdny myszy a rebours. Obecnie silniki zamontowane w ballbocie umożliwiają sterowanie nachyleniem i kierunkiem jego ruchu. Dodatkowy napęd (w tej wersji jeszcze niezain-stalowany) umożliwi rotację robota względem osi pionowej i pozwoli mu ustawiać się w dowolnym kierunku.

Podobnie jak klaun, który utrzymuje równowagę na piłce, również ballbot potrafi zatrzymać się w pozycji pionowej. Kula robota zrobiona jest z aluminium i pokryta cienką warstwą

poliuretanu. W tak wykonanym mechanizmie jezdnym nie da się uniknąć poślizgów między kulą a rolkami napędowymi, i muszą one zostać skompensowane. Trzy dodatkowe kulki między kulą napędową a górną częścią robota wspomagają utrzymanie jego stabilności.

Aby spowodować rotację kuli i - co za tym idzie - ruch robota, do każdego z silników użyliśmy enkoderów optycznych. W każdym z nich zainstalowane jest stałe źródło światła umieszczone

GRUDZIEŃ 2006 ŚWIAT NAUKI 57