Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
SB-Bot: A Self-Balancing Robot
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2016 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

It is important to explore the possibilities of sustainable transportation systems in order to achieve a sustainable future. A two-wheeled vehicle, where the wheels are placed parallel to each other, is an option that is of interest to explore. This report explores the problems of modeling and constructing a prototype of a two-wheeled robot that is able to balance on its own. The aim of this thesis was to analyze the performance between theory and the prototype with respect to the rise time. The prototype was limited to independently balance on a flat surface in one direction with small angle deviations. The horizontal movement of all parts was assumed to be equal during balancing and other simplifications were made and justified in the report. The results showed that the rise time of the theoretical model was 0.420 seconds while the prototype’s was 0.451 seconds. The prototype was 0.031 seconds or 7.4% slower than the theoretical model. The reasons for this were discussed and possible sources of error could have been difficulties in calibrating the IMU, not considering the center of gravity in the tilting direction, difference in motors’ actual performance, among other reasons discussed in the report. The causes for the slower performance show room for improvement which could lower the difference to negligible levels unless higher precision is desired. The derived models could also be expanded to control position and velocity. Furthermore the scope can be expanded to handle larger angular deviations, movement in more than one direction and on uneven surfaces. Our thesis is one of the areas that is useful to explore in order to develop a two-wheeled self-balancing vehicle. In combination with further research there are possibilities of a realized product.

Abstract [sv]

Det är viktigt att utforska möjligheterna inom hållbara transportmedel för att gå mot en hållbar framtid. Ett två-hjuligt fordon, där hjulen är placerade parallellt i förhållande till varandra, är ett alternativ som är intressant att utforska. Den här rapporten utforskar möjligheterna av modelleringen och konstruktionen av en två-hjuling robot som självständigt kan balansera. Målet med arbetet var att analysera prestationen mellan teorin och prototypen med avseende på stigtiden. Prototypen begränsades till att kunna balansera självständigt på en platt yta i en riktning inom små vinkelförändringar. Alla delar antogs ha samma horisontala rörelse vid balansering och andra förenklingar som gjordes är rättfärdigade i rapporten. Resultaten visade att stigtiden av den teoretiska modellen var 0.451 sekunder medan prototypens stigtid var 0.420 sekunder. Prototypens stigtid var 0.031 sekunder eller 7.4% långsammare än den teoretiska modellen. Skälen till detta diskuterades kunna ligga i svårigheterna att kalibrera IMUn, försummandet av tyngdpunkten i den lutande riktningen, skillnaden i motorernas faktiska prestanda, bland andra skäl som diskuteras i rapporten. Orsakerna till den långsammare stigtiden visar utrymme för förbättring till försumbara nivåer, om högre precision inte är önskat. De härledda modellerna kan också utökas för att reglera position och hastighet. Fortsättningsvis kan arbetets omfattning utvidgas till att hantera större vinkelförändringar, förflyttningen i flera riktningar och ojämna ytor. Vårt arbete är ett av de områden som är användbara att utforska i syfte att utveckla et två-hjuligt balanserande fordon. I kombination med vidare forskning finns möjligheterna av en realiserad produkt.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 55 p.
Series
, MMKB 2016:29 MDAB090
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-191518OAI: oai:DiVA.org:kth-191518DiVA: diva2:957115
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-09-01 Created: 2016-09-01 Last updated: 2016-09-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1998 kB)7 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1998 kBChecksum SHA-512
5a233839d1b1e40b58618fe5eead576e54349dfef85948dbc0d740f95bf7e6a492819d42e0fcd4c771e2648c245a693cf89f6f5be989b3756622c1a8687c62e9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 7 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 4 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link