In this paper, a new onmidirectional robot with one spherical wheel is porposed. The peculiar structure of the proposed mobile robot makes it possible not only to move sideways but to be easy to implement. The wheel is derived by two stepping motors and equipped with 8-infrared sensors. To prove the validity of the proposed robot, the experiment of going through a way is performed.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.24
no.4
s.193
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pp.68-75
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2007
In this study, the ultimate goal is to acquire stability when turning around efficiently by using the controller which is applied partial feedback linearization of One-wheel Unicycle Robot. When moving around, linear controller could result in unstable factor according to widening operation range. So in order to reduce instability, 1 have developed Non-linear Controller using Partial Feedback Linearization. Compared with linear controller, Non-linear Controller guarantees the superiority of Regulating Control and Tracking Control in direct and also revolution motion of Robot. I'm sure of the Non-linear controller performance through many experiments.
Kim, Pil-Kyo;Park, Junehyung;Ha, Min Soo;Jung, Seul
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.19
no.6
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pp.501-507
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2013
This paper presents the development and balancing control of GYROBO, a one wheeled mobile robot system. GYROBO is a disc type one wheel mobile robot that has three actuators, a drive motor, a spin motor, and a tilt motor. The dynamics and kinematics of GYROBO are analyzed, and simulation studies conducted. A one-wheeled robot, GYROBO is built and its balancing control is performed. Experimental studies of GYROBO's balancing abilities are conducted to demonstrate the gyroscopic effects generated by the spin and tilt angles of a flywheel.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.19
no.2
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pp.81-87
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2016
This paper presents a new approach to control of stable motion of single wheel driving robot system of a pitch that is controlled by an in-wheel motor and a roll that is controlled by a reaction wheel. This robot doesn'thave any actuator for a yaw axis control, which makes the derivation of the dynamics relatively simple. The Lagrange equations was applied to derive the dynamic equations of the one wheel driving robot to implement the dynamic speed control of the mobile robot. To achieve the real time speed control of the unicycle robot, the sliding mode control and optical regulator are utilized to prove the reliability while maintaining the desired speed tracking performance. In the roll controller, the sigmoid-function based robust controller has been adopted to reduce the vibration by the situation function. The optimal controller has been implemented for the pitch control to drive the unicycle robot to follow the desired velocity trajectory in real time using the state variables of pitch angle, angular velocity, angle and angular velocity of the driving wheel. The control performance of the control systems from a single dynamic model has been illustrated by the real experiments.
In this paper, it used a soccer robot which needs the important Held of robot technology as the wheel type mobile robot. With the soccer robot, as for the especially important one, "strategy" "the orbit control of the robot", and "the efficiency of the robot" is given. Therefore, it paid attention to " the orbit control of the robot " and it controlled an orbit of the soccer robot using the PID control. the soccer robot using the PID control.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.25
no.1
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pp.1-6
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2015
In this paper, a fuzzy control method is used for balancing a single-wheel robot. A single-wheel robot controlled by the PD control method becomes easily unstable since the flywheel tends to lean against one direction. In the previous research, we have used the gain scheduling method. To remedy this problem, in this paper, a fuzzy compensation technique is proposed to compensate for the balancing angle. The fuzzy control method compensates offset values at the balancing angle to prevent the gimbal from falling against one direction. Experimental studies of the balancing control performance of a single-wheel mobile robot validate the proposed control method.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.16
no.3
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pp.188-196
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2016
For the balancing control of a one-wheel mobile robot, CMG (Control Moment Gyro) can be used as a gyroscopic actuator. Balancing control has to be done in the roll angle direction by an induced gyroscopic motion. Since the dedicated CMG cannot produce the rolling motion of the body directly, the yawing motion with the help of the frictional reaction can be used. The dynamic uncertainties including the chattering of the control input, disturbances, and vibration during the flipping control of the high rotating flywheel, however, cause ill effect on the balancing performance and even lead to the instability of the system. Fuzzy compensation is introduced as an auxiliary control method to prevent the robot from the failure due to leaning aside of the flywheel. Simulation studies are conducted to see the feasibility of the proposed control method. In addition, experimental studies are conducted for the verification of the proposed control.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.2
no.4
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pp.485-493
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2004
Open-loop position estimation methods are commonly used in mobile robot applications. Their strength lies in the speed and simplicity with which an estimated position is determined. However, these methods can lead to inaccurate or unreliable estimates. Two position estimation methods are developed in this paper, one using a single optical flow sensor and a second using two optical sensors. The first method can accurately estimate position under ideal conditions and also when wheel slip perpendicular to the axis of the wheel occurs. The second method can accurately estimate position even when wheel slip parallel to the axis of the wheel occurs. Location of the sensors is investigated in order to minimize errors caused by inaccurate sensor readings. Finally, a method is implemented and tested using a potential field based navigation scheme. Estimates of position were found to be as accurate as dead-reckoning in ideal conditions and much more accurate in cases where wheel slip occurs.
Most omni-directional mobile robots have to change their trajectory for avoiding obstacles regardless of the size of the obstacles. However, an omni-directional mobile robot having kinematic redundancy can maintain the trajectory while the robot avoids small obstacles. This works deals with the kinematic modeling and motion planning of an omni-directional mobile robot with kinematic redundancy. This robot consists of three wheel mechanisms. Each wheel mechanism is modeled as having four joints, while only three joints are necessary for creating the omni-directional motion. Thus, each chain has one kinematic redundancy. Two types of wheel mechanisms are compared and its kinematic modeling is introduced. Finally, several motion planning algorithms using the kinematic redundancy are investigated. The usefulness of this robot is shown through experiment.
In this paper, we develop a single wheeled robot that has one wheel to move. The single wheel robot is similar to a rolling disk relying on gyroscopic motions to balance. The Gyrobo consists of three actuators: a spin motor, a tilt motor and a drive motor. The spin motor spins a flywheel at high rate so that it provides the balancing stability to upright the robot. The tilt motor controls steering of the robot by gyroscopic effect. The drive motor make forward accelerated motion to the robot. We have built and tested the Gyrobo to turn and move forward.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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