Das Problem, ein selbstbalancierendes Einrad, ein selbstangetriebenes Einrad zu schaffen, das sich in drei Dimensionen ins Gleichgewicht bringt, ist ein interessantes Problem in der Robotertechnik und Steuerungstheorie.

Die theoretische Arbeit am Einrad-Problem wird durch die Arbeit am Aufbau von wirklichen mechanisch gerittenen Einrädern ergänzt.

Steuerungstheorie des selbstbalancierenden Einrades

Um zuerst zu bestellen, kann ein selbstbalancierendes Einrad als ein nichtlineares Regelsystem betrachtet werden, das diesem eines zweidimensionalen umgekehrten Pendels mit einem Einrad-Karren an seiner Basis ähnlich ist: Jedoch gibt es viele höherwertige am Modellieren des vollen Systems beteiligte Effekten. Die Folge des Laufwerk-Rades selbst kann Kontrolle in nur einer Dimension (d. h., vorwärts und umgekehrt) zur Verfügung stellen: Die Kontrolle in anderen Dimensionen verlangt allgemein andere Auslöser, wie Hilfspendel, Reaktionsräder oder dem Haupteinrad-Pendel beigefügte Kontrollmoment-Gyroskope.

Frühe Arbeit

Mehrere akademische Papiere sind veröffentlicht worden, dass entweder das Problem theoretisch oder Dokumentenlaborskala-Prototypen untersuchen Sie. Mehrere Studenten- und Amateurtechnikprojekte haben ähnliche Designs durchgeführt. Selbstbalancierende Selbstreiteinräder sind notwendigerweise balancierende Zwei-Achsen-Geräte.

Menschliche-ridable selbstbalancierende Einräder

Einzelne Achse, die ridable Einräder selbstbalanciert

Mehrere selbstbalancierende Einräder sind geschaffen worden, die nur in vorwärts umgekehrt Richtung selbstbalancieren, und noch einen Menschen brauchen, um sie von Seite zu Seite zu erwägen. Der Eunicycle von Trevor Blackwell ist ein Beispiel eines menschlichen-ridable Selbstausgleichen-Einrades der einzelnen Achse. Fokus-Designs und Inventist kündigen ein ähnliches kommerzielles Gerät an. Der R.I.O.T. Rad ist ein ridable Selbstausgleichen-Einrad der einzelnen Achse mit einem ungewöhnlich niedrigen Schwerpunkt, mit seinem Reiter vor, aber nicht oben auf seinem einzelnen Rad, das durch ein Gegengewicht innerhalb des Rades erwogen ist.

Das wahre Zwei-Achsen-Selbstausgleichen ridable Einräder

Ein selbstbalancierendes Zwei-Achsen-Einrad bringt sich sowohl vorwärts als auch umgekehrt und auch Seite ins Gleichgewicht, um Partei zu ergreifen. Der Enicycle von Aleksander Polutnik ist wahrscheinlich das erste menschliche-ridable balancierende Zwei-Achsen-Einrad.

• 2003 hat Artillerieunteroffizier eine Konzeption für solch ein Gerät bekannt gegeben, das als ein Sport-Fahrzeug, der EMBRIO verwendet ist. Es ist unklar, ob Artillerieunteroffizier jemals vorhat, einen Arbeitsprototyp dieses Fahrzeugs zu schaffen.
• 2011 haben Ryno Motoren ein einrädriges elektrisches Motorrad geschaffen hat den Mikrozyklus genannt.

Ähnlich aussehende Fahrzeuge, die nicht wahre Einräder sind

Mehrere Fahrzeuge selbsterwägen fast Einräder:

• Der Segway ist ein Fahrzeug, das zum automatischen Ausgleichen von sich in vorwärts-und-umgekehrt Richtung fähig ist, aber ein dicycle mit zwei parallelen Rädern ist, anstatt zum Ausgleichen von Seite zu Seite fähig zu sein.
• 2006 hat Carnegie Mellon ein 2-dimensionales umgekehrtes Pendel entwickelt, das auf einem Ball aber nicht einem Rad balanciert.
• Der Uno, ein Fahrzeug, das oberflächlich einem selbstbalancierenden Einrad ähnelt, aber wirklich ein dicycle mit seinen zwei Rädern sehr eng miteinander ist
• Der Honda U3-X sieht wie ein selbstbalancierendes Einrad aus, aber balanciert auf einem angetriebenen Rad von Omni aber nicht auf einem einzelnen Rad

Erfundene selbstbalancierende Einräder

• Fenton Crackshell, ein Charakter von Disney, wird gezeichnet, eine robotic Einrad-Klage tragend.
• , Decepticon von 2009, dessen Roboter-Weise ein riesiges robotic Einrad ist.
• der "tumblebugs" in den Straßen muss rollen
• die Hauptfigur im Blitz-Browser-Spiel, Wenig Rad.
• Thor, erfundener Erfinder des Rades und des Kamms, B.C. (Cartoon).

Siehe auch

• Umgekehrtes Pendel
• Trägheitsradpendel
• Kontrollmoment-Gyroskop

Weiterführende Literatur

• S. V. Ulyanov u. a. Weiche Computerwissenschaft für die intelligente robuste Kontrolle eines robotic Einrades mit einem neuen physischen Maß für die mechanische Steuerbarkeit. Weiche Rechenseiten der Ausgabe 2 (1998) des Bands 2 73-88.
• Zenkov, DV, AM Bloch und JE MARSDEN [2001] Der Lehrsatz von Lyapunov-Malkin und die Stabilisierung des Einrades mit dem Reiter. Systeme und Kontrollbriefe, Band 45, Nummer 4, am 5. April 2002, Seiten 293-302 (10) (Nachschrift-Format verfügbar hier)
• Zenkov, DV, AM Bloch, NE Leonard und JE MARSDEN, das Zusammenbringen und die Stabilisierung von Niedrig-dimensionalen Nonholonomic Systemen. Proc. CDC, 39, (2000), 1289-1295. (pdf Format verfügbar hier)
• Sheng, Zaiquan; Yamafuji, Kazuo: Verwirklichung eines Menschen, der ein Einrad durch einen Roboter Reitet. Verhandlungen des 1995-IEEE Internationale Konferenz für die Robotertechnik und Automation, Vol. 2 (c1995), Seiten 1319-1326
• A. Schoonwinkel, "Design und Test eines Computers hat Einrad," Doktordoktorarbeit, Universität von Stanford, Kalifornien, 1987 stabilisiert.
• Johnson, R.C. Unicycles und Gabelungen, amerikanischer J. der Physik, Band 66, Nr. 7, 589-92

Außenverbindungen

• Der Enicycle, ein wahres selbstbalancierendes 2-Achsen-Einrad
• Artikel Gizmodo: Das Selbstausgleichen eniCycle ist Segway für den Zirkus ähnlich
• Honda entschleiert U3-X - ein batterieangetriebenes Einrad
• Das R.I.O.T Rad
• Le Monorue
• Zerhacken Sie Einen Tag: Motorisierte Einräder
• Zerhacken Sie Einen Tag: Kommerzielles selbstbalancierendes Einrad
• Artillerieunteroffizier-Unterhaltungsprodukte EMBRIO einrädriges Erholungsfahrzeugkonzeptdesign
• Der loonycycle, der oberflächlich einem einfachen robotic Einrad ähnelt, aber seitenstoßende Fächer für das seitliche Gleichgewicht verwendet
• Rosie der Roboter - eine Frage der Seite von Balance Ken Perlin auf robotic Einrädern, mit Designs und Java applet Beispiele.
• Pixar - der Traum des Rots, ein kurzer CGI Film, der ein Einrad zeichnet, das sich reitet
• Der Unibot: Ein Arbeiten robotic Einrad, das für ein Universitätstechnikprojekt (mit dem Kino) gebaut ist
• Selbst gemachtes Einrad: Radio hat Einrad-Roboter (mit dem Kino) kontrolliert
• Lego Einrad (RCX): mit der sehr einfachen Software (Film und Verbindungen zur Kontrolleur-Software)
• Robotic Einrad: Andauerndes Projekt
• Micycle (Berichte, Zeitungen, Fotographien und Kino)