足式机器人运动原理丨球形机器人的运动原理

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大多数同学都看过电影星球大战-原力觉醒，其中的球形机器人BB8，可爱呆萌的样子被我们吸引着。球形机器人是指一类驱动系统位于球壳（或球体）内部，通过内驱动方式实现球体运动的机器人。球形移动机器人简称球形机器人，是指一类将运动执行机构、传感器、控制器、能源装置安装在一个球形壳体内的系统的总称。

球形机器人以滚动为主要的运动方式, 通过内部驱动装置的运动打破球体的静态平衡, 运动灵活 ,可以实现原地转向和全方位行走,可在狭窄空间内作业。另外由于球体滚动的阻力相对滑动或轮式装置的运动阻力小很多，所以球形机器人具有运动效率高、能量损耗小的特点。

一种是偏心质量块驱动：通过驱动单元的运动改变机器人的重心位置,同时驱动单元的加减速运动产生惯性力, 机器人在偏心力矩和惯性力矩的作用下滚动, 此方式使机器人运动灵活, 抗震性强 ,但加大了控制难度 .

另一种是车驱动：驱动单元与球壳直接接触, 由于存在摩擦力,驱动单元的运动直接使球壳转动, 采用此方式的球形机器人结构相对简单, 易于控制 , 但是转向能力较差, 受到碰撞之后驱动单元与球壳之间的接触容易被破坏 ;

Sphero 2.0 是美国智能玩具初创公司 Orbotix 开发的一款智能玩具小球，可以通过蓝牙 4.0 连接智能设备，配套的手机 APP 可以在 30 米范围内控制他们的滚动，而滚动的最大速度可以达到 2m/s。

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