بخشی از مقاله
چکیده
سگوی یا جا به جا کننده انسان ، یک دستگاه جا به جا کننده شخصی خود متعادل می باشد که در سال 2002 ، توسط دن کامن معرفی شد. این ماشین حمل و نقل جدید باعث تحولی خوب در حمل و نقل جامعه شده است. استفاده از این ربات در اکثر کشور های دنیا بسیار معمول بوده و یکی از راه های حمل و نقل می باشد. برای ربات های سگوی، پایداری1 امری حیاتی است زیرا آن ها نمی توانند بدون استفاده از کنترل کننده مناسب تعادل خود را حفظ کرده و ، عمودی - متعادل - باقی بمانند.
در سیستم سگوی ، پارامتر های مختلفی تحت نظارت و کنترل قرار می گیرند روش های مختلفی جهت حفظ تعادل این گونه از ربات ها ارائه شده اند که در این مقاله برای کنترل حرکت و تعادل ربات از بلبیک استفاده شده و نتایج حاصل از استفاده از این کنترلر بیان شده است.
مقدمه
یکی از مهمترین وظایف یک سیستم خودکار از هر نوع این است که قادر باشد در مورد محیطی که در آن قرار دارد دانش کسب کند. این کار از طریق استفاده از حسگرها انجام می شود. این دقیقا همان کاری است که گروه تحقیق رونالد سیگ وارت 2در سال 2004 انجام دادند. استفاده از حسگرها در رباتیک، ربات هایی با اطلاعات فیزیکی خارجی ارائه می کند که به این سیستم ها کمک می کنند تا خودشان را کنترل کنند. این طراحی از دو نوع حسگر استفاه می کند، یک شتاب سنج3 که یک دستگاه الکترومکانیکی است که نیروی شتاب اینرسی4 را اندازه می گیرد، در حالی که ژیروسکوب وسیله ایست که میزان چرخش - سرعت زاویه ای - 5 بدن را اندازه گیری می کند
در حال حاضر استفاده از محصولات حمل و نقل و مخصوصا حمل و نقل عمومی رو به افزایش می باشد. با این حال این محصولات دارای عیوبی نیز هستند. جستجوی بهترین راه حل جهت حل این مشکلات در سراسر دنیا و از دیدگاه های مختلف مورد بحث قرار گرفته است. یکی از این دیدگاه ها، استفاده از تکنولوژی پیشرفته مبتنی بر حمل و نقل عمومی به عنوان راه حل پایه است. از بین متدهای مختلف، Mptd ها می توانند به ارتقای حمل و نقل دور از اتومبیل و برای سفرهای کوتاه کمک کنند
اسکوترهای الکترونیک و سگوی ها دو نوع حمل و نقل کاربرپسند هستند که سفرهای بدون دردسر را تسهیل می کنند و حمل و نقل مناسبی را در شهر فراهم می آورند. هدف در اینجا ایجاد طراحی و ساخت حمل و نقل کننده شخصی سگوی می باشد. سگوی مبتنی بر قاعده آونگ وارونه6 است که یک زاویه صفر درجه با خط عمود در همه زمان ها ایجاد می کند سگوی یک وسیله نقلیه هوشمند است که از حسگرهای ژیروسکوپی7 استفاه می کند تا حرکت سرنشین8 را تشخیص دهد
ساختار سگوی از چهار بخش تشکیل می شود که شامل چرخ و موتور ، سنسور ، تخته مدار و سیستم کنترلی اجرایی می باشد
نحوه عملکرد سگوی به گونه ایست که اگر در حالت ایستاده رو به جلو خم شویم ، سگوی رو به جلو و اگر به سمت عقب خم شویم ، رو به عقب حرکت می کند و با انحراف کمینه دسته ، به سمت چپ یا راست منحرف می شود. نام تکنولوژی و فرآیندی که این نوع حرکت را معرفی می کند ، ثبات پویا شناخته می شود - Wang, Lu, & . - Hou, 2015 در شکل 1 نمایی از ربات سگوی نشان داده شده است. شکل 2 نیز زوایا و اجزای ربات سگوی را نشان می دهد.
شکل 1 نمایی از ربات سگوی
شکل 2 زوایا و اجزای ربات سگوی
ربات سگوی دارای دو حالت کلی ایستا و پویا است. حالت ایستا زمانی است که ربات ایستاده و هیچ حرکتی ندارد و حالت پویا زمانی است که ربات در حال حرکت به سمت خاصی می باشد. برای توصیف حالات ربات یکسری روابط ریاضی وجود دارد که در ادامه بررسی خواهند شد
همانطور که گفته شد، سگوی یک دستگاه بسیار مناسب برای حمل و نقل سریع و آسان در مسافت کوتاه می باشد. اما نگرانی در مورد ایمنی آن ، شرایط حفظ تعادل و همچنین عملکرد آن در سطوح ناهموار از جمله چالش های این دستگاه به شمار می آیند. کنترل در سگوی ، بسیار حائز اهمیت می باشد . در سیستم سگوی ، دو پارامتر باید تحت کنترل قرار بگیرد که یکی از این دو پارامتر کنترلی ، تعادل می باشد و پارامتر دیگر ، انحراف چرخش است . منظور از تعادل ، جلوگیری از سقوط سیستم در حین حرکت رو به جلو و یا عقب می باشد و منظور از انحراف چرخش ، تنظیم زاویه فرمان هنگام انحراف به سمت چپ و یا راست است
روابط حاکم بر ربات سگوی
همانطور که قبلا گفته شد ربات سگوی دارای دو حالت کلی است که برای توصیف هر یک از این حالات از یکسری روابط استفاده می شود. برای بررسی این روابط لازم است تا ساختار کلی ربات مشخص شود. شکل 3 ساختار کلی ربات را نشان می دهد
