FTMM NEWS – Pada artikel sebelumnya, kita telah membahas beberapa keuntungan platform robot pendulum terbalik untuk membantu pekerjaan manusia. Lalu, bagaimanakan cara robot ini bekerja? Oleh karena itu, pada artikel ini kita akan membahas prinsip kerjanya.
Robot pendulum terbalik terdiri dari beberapa jenis platform yang terbagi dalam kategori berdasarkan tipe penggeraknya, yaitu beroda dua, beroda satu, beroda bola, modul roda, berkaki atau tipe penggerak lainnya. Meskipun robot ini memiliki alat penggerak yang berbeda, robot ini memiliki kesamaan pada sistem untuk menstabilkan badan robotnya. Pada artikel ini, kita akan membahas prinsip kerja robot pendulum terbalik yang paling mudah, yaitu robot pendulum terbalik beroda dua atau yang biasa dikenal dengan two-wheeled inverted pendulum robot (TWIP). Robot ini telah tergunakan secara komersil sebagai alat transportasi di bandara, bahkan juga sebagai alat hiburan. Secara umum robot ini memiliki konfigurasi seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Konfigurasi robot pendulum terbalik beroda dua.
Prinsip Kerja
Robot ini memiliki dua buah komponen utama, yaitu badan utama robot yang menyerupai bandul dan dua buah roda. Robot ini memiliki sifat statically unstable, karena apabila robot tidak memiliki sistem kontrol closed-loop, robot dapat terjatuh ke depan atau ke belakang. Oleh karena itu, kedua buah roda ini memiliki fungsi yang sangat penting yaitu sebagai output dari kontrol closed-loop untuk menyeimbangkan badan robot.
Kemudian, bagaimana prinsip kerja sistem kontrol closed-loop untuk menyeimbangkan badan robot? Prinsip kerja sistem kontrol closed-loop tersebut mirip seperti ketika kita menstabilkan tongkat panjang pada dengan menggunakan tangan, seperti pada Gambar 2(a). Agar tongkat tersebut stabil, kita perlu menggerakkan tangan kita dengan kecepatan dan arah tertentu sesuai dengan arah kemiringan tongkat. Dalam kata lain, tongkat bisa berdiri dengan tegak apabila pusat massa tongkat terletak tepat di atas titik kontak antara tangan dengan tongkat. Prinsip tersebut juga berlaku dalam sistem kontrolnya. Robot perlu bergerak maju dan mundur untuk meregulasi posisi dari pusat massa badan robot, seperti pada Gambar 2(b). Torsi dan arah putar roda ditentukan dari data yang dari sensor kemiringan badan yang dapat berupa rotary encoder atau inertial measurement unit (IMU).
Gambar 2. Prinsip kerja pendulum terbalik. (a) tongkat pada tangan dan (b) robot pendulum terbalik.
Penulis : Ananta Adhi Wardana, Dosen Prodi Teknik Robotika dan Kecerdasan Buatan, FTMM UNAIR
Editor: Rizky Astari Rahmania
