Từ những năm 1900 đến nay, cĩ rất nhiều cơng trình nghiên cứu về con quay hồi chuyển và sử dụng con quay hồi chuyển để thiết kế xe hai bánh tự cân bằng. Trong đĩ cĩ mơ hình sử dụng một con quay và mơ hình sử dụng hai con quay. Các mơ hình này cĩ đặc điểm như sau:
Mơ hình sử dụng một con quay (được minh họa trong hình 2.15).
Mơ hình này cĩ đặc điểm:
Mơ hình này gồm một con quay gắn trên khung, để cho con quay cĩ thể
quay được trong khung thì cần sử dụng một động cơ cĩ tốc độ quay cao.
Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn.
Cĩ khung con quay để đảm bảo an tồn trong quá trình sử dụng.
Bảng 2.1 dưới đây trình bày một số dạng sản phẩm sử dụng con quay hồi chuyển
Bảng 2.1. Một số sản phẩm dùng một con quay hồi chuyển
TT Hình ảnh Mơ hình Đặc điểm
1 Schilovski gyrocar
[3,5]
Mơ hình sử dụng một con quay hồi chuyển, trục đứng cĩ đường kính 40 inch, dày 4,5 inch được đặt ở giữa xe và quay với tốc độ 2.000 - 3.000 vịng/phút. Nhưng do chiến tranh nên sản phẩm này đã bị phá hủy hồn tồn và khơng được phát triển tiếp.
2 Gyrover II [19] Mơ hình 1 con quay hồi
chuyển, trục ngang dùng trên robot, được thiết kế và chế tạo tại Đại học Carnegie Mollon, với bánh đà nặng 2 kg và cĩ đường kính 34 cm.
3 Schilick [16,17]
Mơ hình 1 con quay hồi chuyển, trục đứng dùng trên tàu thử nghiệm.
4 Spery [13,15] Mơ hình một con quay,
trục đứng được sử dụng trên hơn bốn mươi tàu. Hệ thống lớn nhất được cài đặt trên một tàu viễn dương sang trọng (Conte Di Savoia), với trọng lượng 3,97 tấn, đường kính con quay hồi chuyển là 4 m và giảm lắc 60%.
5 Sea keeper [21] Mơ hình một con quay
hồi chuyển, trục đứng với trọng lượng 500kg; tốc độ quay của bánh đà là 10.000 vịng/phút, được dùng trên các tàu, thuyền
Mơ hình sử dụng 2 con quay (được minh họa trong hình 2.16)
Mơ hình này cĩ đặc điểm:
Tạo ra lực tiến động lớn.
Thiết kế phức tạp hơn, do sử dụng hai con quay nên cần thêm động cơ, dẫn
đến tăng trọng lượng, tăng chi phí và gây ồn hơn.
Để điều khiển các con quay cần dùng đến thuật tốn điều khiển phức tạp hơn
Bảng 2.2 dưới đây trình bày một số sản phẩm dùng hai con quay hồi chuyển.
Bảng 2.2. Một số sản phẩm dùng hai con quay hồi chuyển.
TT Hình ảnh Mơ hình con quay hồi
chuyển
Đặc điểm
Tàu một ray của
Brennan [1,2]
Mơ hình hai con quay hồi chuyển, trục ngang này thường dùng trong các ứng dụng quân sự.
2
HalcyonGyrostabiliser Mơ hình 2 con quay hồi
chuyển, trục đứng trên tàu dài 51m, nặng 364 tấn và giảm lắc từ 76-86% .
3
Ship Dynamics [18] Mơ hình 2 con quay hồi
chuyển này hoạt động với trục quay nằm ngang. Được dùng để ổn định cho các hệ thống cĩ khối lượng khác nhau từ 2.4 đến 60 tấn
Qua việc phân tích đặc điểm các mơ hình, cho thấy mơ hình một con quay cĩ kết cấu đơn giàn, nhỏ gọn hơn và điều khiển cũng đơn giản hơn mơ hình dùng hai con quay hồi chuyển. Vì vậy đã cĩ một số nhĩm sinh viên trường Đại học Kỹ thuật cơng nghiệp đã làm nhưng tính ổn định của cơ hệ chưa cao.
Qua thực tế thử nghiệm các mơ hình, cho thấy mơ hình một con quay trục đứng đạt tính ổn định cao hơn. Vì vậy trong luận văn này sẽ thử nghiệm khả năng chịu momen lật và momen chống lật của xe sử dụng một con quay hồi chuyển trục đứng.