Real World Development and Test of a Mobile Hybrid Robot Platform.

Blankensteiner, Mark Richard ; Pujol Carmona, Inaki

4. semester

Robotics, M.Sc.

2022

2022-06-02

86

Dette projekt undersøger, hvordan man designer en hybridrobot, der kan skifte mellem at køre som en bil og balancere som en Segway. Skiftet sker via en sving-op-manøvre, der løfter robotten og holder den oprejst i en omvendt pendul-tilstand—som at balancere en kost lodret på hånden. For at afprøve ideer sikkert og billigt blev der udviklet en simulering, så design og funktioner kan testes før afprøvning i den virkelige verden. Simuleringen blev også brugt til at estimere de nødvendige motoregenskaber under hensyn til pris og tilgængelighed. Test viser, at et sving-op kan gennemføres efter opnåelse af en vis hastighed, og at oprejst balance kan stabiliseres ved hjælp af forskellige styringsmetoder, herunder PID-regulering, simpel tilstandsfeedback og LQR. Arbejdet er et lovende første skridt, men konstruktion og valg af komponenter kræver yderligere forfinelse og optimering, før robotten kan fungere optimalt i virkelige anvendelser.

This project explores how to design a hybrid robot that can switch between driving like a car and balancing like a Segway. The transition uses a swing-up maneuver that lifts the robot and then holds it upright in an inverted-pendulum state—like balancing a broomstick on your hand. To test ideas safely and affordably, a simulation was developed to evaluate designs and features before real-world trials. The simulation also helped estimate the required motor characteristics within budget and availability limits. Tests indicate that a swing-up is achievable once a certain speed is reached, and that upright balancing can be stabilized using control methods such as PID control, simple state feedback, and LQR. This is a promising first step, but the design and component selection need further refinement and optimization before the robot can operate reliably in practical, real-world settings.

[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]

mobile robotics ; lqr ; pid ; state feeedback ; simulation ; gazebo ; ustepper

Download
View record in AAU Student Projects