Ballbot é um tipo de robô que se locomove sobre uma bola. Como ele funciona e se equilibra? É o assunto deste post.
Por que ballbots?
Qual é a utilidade de um robô que se equilibra sobre uma esfera? O ballbot pode se movimentar em áreas congestionadas mais rápido e flexível que robôs com rodas. Outros tipos de robôs móveis e industriais ficam em áreas projetadas para a acomodação desses robôs. O ballbot pode ser usado em ambiente de trabalho com grande número de pessoas circulando e se movimentar bem em vários ambientes feitos para humanos.
Mantendo o equilíbrio
Estes robôs possuem a estabilidade dinâmica, que é a habilidade de manter o equilíbrio depois de receber uma força externa. Como mantêm esta estabilidade? Eles possuem uma unidade de medição inercial que tem um giroscópio e um acelerômetros para cada eixo para detectar movimentos de arfagem (eixo y), rolagem (eixo x) e guinada (eixo z).
As medidas da unidade de medição inercial (IMU) vão para um computador de controle. Este passa os comandos para um sistema de tração que movimenta a bola com rodas ou rolos semelhante a um mouse de computador.
Quando o ballbot fica parado, o centro de gravidade fica em cima do ponto onde a bola toca o solo, chamado de centro de apoio. Para se deslocar, o robô gira um pouco a bola para a direção contrária a desejada para deslocar o centro de gravidade e inclinar o corpo.
Depois a bola é girada na direção desejada. Para parar, a bola deve girar novamente um pouco na direção contrária. Desta forma, o centro de gravidade fica na mesma direção vertical do centro de apoio.
Arquitetura
Esta é a arquitetura básica do ballbot.
Os motores que movimentam a bola são brushless e têm encoders (sensores óticos que medem a rotação). As baterias LiPo ficam em cima, o sensor de laser é para medir a distância do caminho. Aqui temos outro exemplo de arquitetura sem o sensor de distância com laser.
O sistema de tração deste robô em detalhes. Yaw=guinada e bearing=rolamento em inglês.
O vídeo de um ballbot.
