Управляемый робот всего с одним мотором

На фотографии представлен небольшой радиоуправляемый робот на шести коротеньких ножках. Он способен довольно быстро перемещаться по полу, не бегая, а, скорее, ползая, как жук. Называется робот 1STAR, что расшифровывается как «1 actuator STeerAble Robot» (одномоторный управляемый робот). Особенностью конструкции этого малыша, который может не просто двигаться, но и поворачивать вправо-влево, является наличие всего лишь одного мотора. Казалось бы, ну и что, ведь у автомобилей он тоже один. Но автомобили ездят на колёсах, а тут речь идёт о ползании.

К тому же мотор в 1STAR не реверсивный, вращается в одну сторону. И если крутящий момент с мотора передаётся на ноги с помощью шестерённых передач, то поворачивание осуществляется благодаря применению гибких и пружинистых средних ног.



Как вы могли заметить в видеоролике, пружинистыми является только средняя пара ног, передняя и задняя пары выполнены из жёсткого материала. Второй хитростью конструкции является применение точного и дозированного ускорения вращения мотора. В каждый момент времени поверхности касаются только три ноги робота, по схеме треугольника: передняя и задняя с одной стороны, средняя с другой. В момент резкого ускорения вращения мотора гибкая и пружинистая средняя нога немного изгибается и слегка отстаёт от движения жёстких ног с противоположной стороны. Когда поверхности касается средняя нога с другой стороны, вращение мотора замедляется. Поэтому робот немного поворачивается вокруг «первой» средней ноги, во время касания которой кратковременно ускоряется вращение мотора. По тому же принципу поворачивают гусеничные машины: скорость вращения одной из гусениц замедляется и машина поворачивается в эту сторону. Если же скорость мотора не меняется, то гибкие средние ноги действуют в одном ритме с передними и задними, и робот движется прямо. Дискретное переключение ускорения и замедления работы мотора происходит очень быстро, человек этого даже не замечает. Но этого достаточно, чтобы робот довольно шустро огибал препятствия.

Конечно, такая конструкция не позволит создать высокоподвижного робота, да и надёжность её не слишком велика, учитывая большое количество движущихся частей, в том числе гибких. Но уж точно сложно придумать что-то проще и дешевле без применения колёсного шасси. При этом почти вся конструкция может быть легко отпечатана на 3D-принтере, а применение всего лишь одного мотора радикально снижает общую стоимость, особенно если нужно изготовить большое количество подобных роботов. Скажем, для оценки последствий и поиска пострадавших в результате техногенных и природных катастроф.

1STAR разработан Дэвидом Зарруком (David Zarrouk) из Университета Бен-Гуриона, и Рональдом Фирингом (Ronald S. Fearing) из Университета Беркли.

Источник: geektimes.ru/post/240750/