邢远 发表于 2016-8-29 23:43:52

看完这些神奇的平衡体,推不倒、自重组、自平衡,只有...

更自从平衡车慢慢走进人们视线
大家对平衡已不在陌生
如果有一个正立方体可以随意翻转
还可以单点站立
保持自我平衡而不倒
是不是觉得好神奇




来自瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)动态系统与控制研究小组
造出一个可以随意翻转
并实现高难度自我平衡的正方体机器人


Cubli




Cubli机器人的边长大概6英寸(约15厘米)
通过不断翻转自己走动
还可以单边、单点站立平衡在平面以及斜面上




Cubli机器人有三个内置的转轮
它们沿着不同的轴调整转速和角动量
从而产生足够的动力来保持立方体的平衡




Cubli机器人主要部件
反应轮
就是中间那个黄色的大圈圈




反应轮作用是由电动马达连接的转轮
根据不同的旋转速度向着惯性的反方向转动
从而达到不倒翁的功能——悬停




原理简单理解为任何物体在旋转时,都会产生一种稳定旋转轴的效果,例如陀螺静置不能站立,但一旦转起来就能立得稳当,而且越快越稳——这就是角动量守恒定律的体现。Cubli机器人中,三个垂直表面的法线方向都被飞轮稳定起来,于是在三维空间里获得了相当的稳定性。




Cubli机器人走动原理:反应轮转动使Cubli机器人只有一条边线与底面接触,达到单边平衡的状态,接着反应轮旋转转动,使Cubli机器人单点站立平衡,这样就达到了走动的目的。


Cubli机器人视频介绍





除了Cubli机器人
麻省理工学院(MIT)的一个研究小组
创造出另一种可以自行重组的机器人盒子


M-blocks





M-blocks机器人也是个立方体
有磁铁嵌入在其侧面和边缘
它们不能像Cubli机器人那样保持高度平衡
但它们可以跳到地上到处走来走去





M-blocks机器人里含有一个飞轮
可以达到每分钟20,000转的速度
每个M-blocks机器人都可以移动、翻转或进行连跳动作





M-blocks机器人的每个立方体面包含四对磁铁
以帮助M-blocks机器人彼此排列和连接
并且每个边缘具有一对滚针形磁铁
充当M-blocks机器人的枢轴





研究人员希望能够建立一个可以编程算法
来控制M-blocks机器人
让数以百计的M-blocks机器人
能让随机分布的机器人
自动够识别对方
并凝聚和转变成一个椅子、梯子或桌子等物体




M-blocks机器人的视频介绍





除了上面两个立方体
德国牛人也设计了一个平衡装置
不仅可以自动把铁球移动到中心位置
还能通过手动操控
自由定位铁球的位置





平板上放置一个钢球
任意推动钢球都可以平衡
钢球都会回到中心平衡位置



也可以让钢球在平面上随意位置滚动




无论面板角度如何改变
最终钢球都会停到平衡的位置




这是平衡算法与机械完美结合的典范
不得不佩服德国人的精湛制作技术





看完这些智客君(微信:zeeke888)也慢慢的抬起单腿
学学平衡之术
说不定下次的奥运会我可以用的上呢?





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