为什么没有詹姆斯·布鲁顿的两个球可以制成单摩托车?

发明家兼 YouTube 博主詹姆斯·布鲁顿 (James Bruton) 仍在思考他的全向电动摩托车发明,并且从未有过更好的表述。我们已经在不同的场合看到过它的各种创作,包括我使用两个球而不是轮子的第一个版本。但现在布鲁顿走得更远(或更短,取决于你如何看待它),并创造了一种单轮自行车,其中他省去了这两个球中的一个。

正如您所看到的,摩托车只有一个与地面接触的大球,虽然它是设定行驶方向的球,但实际上它是三个全向轮,通过其拥有的高达 2 kW 的电机来实际控制它。秘密在于它们的放置和操作。它们位于顶部并且彼此等距,因此它们以不同的速度和方向旋转,这就是布鲁顿的独轮自行车可以向任何方向移动的原因……在纸面上。

虽然解释起来似乎很简单,但从技术上讲却并不那么容易,因为这次他必须垂直安装轮子。原因是这种配置可以防止负责横向滑动的被动滚轮在较高速度下相互阻挡。因此,系统中的 216 个滚轮及其衬套和轮胎中的每一个都使奇迹成为可能。

但是,当然,如果没有与 IMU 配合使用的 PID 控制器(是的,就像摩托车那样),这种“魔法”是不可能实现的。通过测量,倾斜度不断得到纠正,向电机发送命令以保持垂直度。如此多的订单会消耗资源,为此,詹姆斯的摩托车有六块电池,可提供 50 伏电压,足以操作系统并移动摩托车,顺便说一下,摩托车的底盘由铝型材制成。

布鲁顿一直在寻找有效且引人注目的解决方案

当然,从两个球体减少到一个球体并没有简化项目,恰恰相反。在最初的版本中,方向是通过沿相反方向旋转每个球来实现的。现在,只有一个解决方案就消失了,解决它变得复杂,因为用布鲁顿的话说,整个问题已经变得: “简直无法控制。”

三个电机、IMU 和管理系统使发明保持不变

为了至少暂时解决这个问题,他做出了一个既基本又有效的决定,那就是他创造了一种泡沫舵,它可以工作,但他必须随身携带。它的作用是帮助稳定方向,这是此刻最关键的一点,尽管不是唯一的问题。而且塑料球和橡胶滚轮之间的摩擦会产生静电,从而产生电子干扰,甚至导致突然停机。

最棒的是,正如 Bruton 通常所做的那样,他以开源方式发布了软件和设计的 CAD 文件,为未来的改进敞开了大门。下一步将是彻底解决转向问题,这将决定这种奇特的“单轮自行车”是否能够超越技术实验的发展。我们会看到。