Ohledně pneumatik jsme zase u stejného problému - obecně z fyzikálního hlediska součinitel smykového třené nezáleží na styčné ploše, pouze na materiálu, i když to v základu každý vnímá tak, že větší plocha = větší přilnavost. To že s vyšší hmotností dochází k zamezení prokluzů je pouze dáno vyšší přítlačnou silou.
V posledních týdnech k této problematice hledám, co se dá, ale výsledků moc není. Při použití super hladkých materiálů je součinitel dán reakcemi mezi atomy povrchové vrstvy a tudíž s plochou roste, ale o tom tady nemůže být řeč. Jeden názor je, že čím měkčí materiál gumy, tím vyšší přilnavost (vyšší součinitel), ale také rychlejší opotřebení, a proto se používají širčí pneumatiky, aby se zatížení více rozložilo a opotřebení tak snížilo.
A k těm vzorečkům a spol., překlopení doboku v zatáčce nejspíš opravdu nehrozí, ještě jsem to na robotovi na čáře neviděl, ale zvedání čumáku je úplně běžné při výkonějších motorech, nízké konstrukci a vyších rychlostech.
Sledovač čáry - mechanická stránka
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Sakra, máš pravdu. U toho smykového tření mne moje intuice zcela zklamala. Opravdu to na styčné ploše nezávisí (protože na větší ploše klesne plošné zatížení ["tlak"]). Omlouvám se za mystifikaci a sypu si popel na hlavu.
Ale jak to, že u těžšího robota není větší třecí síla "vykompenzována" většími setrvačnými silami těžšího tělesa? Obě závislosti jsou přesně lineární, takže těžší robot by tedy teoreticky neměl lépe brzdit a zatáčet. Lehčí robot by tak měl být vždy výhodnější ("pohyblivější"). Nebo se zase pletu? Při svých praktických experimentech jsem totiž pozoroval jiný výsledek (zatížený robot mi opravdu méně klouzal).
Ale jak to, že u těžšího robota není větší třecí síla "vykompenzována" většími setrvačnými silami těžšího tělesa? Obě závislosti jsou přesně lineární, takže těžší robot by tedy teoreticky neměl lépe brzdit a zatáčet. Lehčí robot by tak měl být vždy výhodnější ("pohyblivější"). Nebo se zase pletu? Při svých praktických experimentech jsem totiž pozoroval jiný výsledek (zatížený robot mi opravdu méně klouzal).
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Přijde na to o čem mluvíme. Setrvačnost jako taková by měla narůst. Pokud se bavíme o setrvačnosti při rozjezdu a brždění, je to F = m*a, takže záleží i na tom, jak prudce robot zrychlí. A pokud se nezmění PWM motorů a budou mít tále stejnou tažnou sílu, tak se s hmotností právě dle toho samého vzorce sníží zrychlení a setrvačnost při rozjezdu zůstane stejná.
Pokud myslíš setrvačnost jako sílu při průjezdu zatáčkou, tak to je odstředivá síla F = m*v^2 / r a ta se tudíž zvětší. Otázkou ale je, nakolik se s hmotností snížila rychlost robota, pokud se opět neměnilo pwm. Charakteristika DC motoru je lineární klesající, tudíš z větším požadavkem na moment klesají otáčky a i výsledná rychlost. Pokud se tedy hmotnost lineárně zvýší a rychlost lineárně sníží, dojde k nelineárním změnám odstředivé síly, jelikož závislost na rychlosti je kvadratická. Taky se sníží dynamika pohybu, byť třeba nepatrně, takže robot tak moc neškubne a můžeme brát že poloměr pohybu r je větší, opět změna odstředivé síly.
No a pak by mohl být ještě moment setrvačnosti J = m*r^2 (obecně), a tady záleží, kam se zátěž přidá oproti ose rotace.
A ke zvětšení tlakové síly přidáním zátěže - při rozboru do detailu je potřeba určit těžiště, ve kterém působí tíhová síla a tu pak správně rozdělit na část působící na styku kol s podložkou a na druhou část působící na styku opěrného třetího místa a podložky. Je jasné že chceme aby bylo těžiště co nejblíž kol, ať je podíl této složky co největší (a proto co nejníž, ať se při zrychlování "co nejméně posunuje").
Jako nejpravděpodobnější bych viděl, že při Tvém zatížení robotu došlo i k posunutí těžiště ke kolům a tak i k výraznějšímu zlepšení vlastností robota. Podobně jsme s kámošem řešili umístění baterií na robotovi na Istrobotu 2012, aby bylo těžiště téměř na kolech. Před touto úpravou nám v zatáčkách klouzala kola, po ní již ne.
http://www.youtube.com/watch?feature=pl ... MfZRLlmLBk
Pokud myslíš setrvačnost jako sílu při průjezdu zatáčkou, tak to je odstředivá síla F = m*v^2 / r a ta se tudíž zvětší. Otázkou ale je, nakolik se s hmotností snížila rychlost robota, pokud se opět neměnilo pwm. Charakteristika DC motoru je lineární klesající, tudíš z větším požadavkem na moment klesají otáčky a i výsledná rychlost. Pokud se tedy hmotnost lineárně zvýší a rychlost lineárně sníží, dojde k nelineárním změnám odstředivé síly, jelikož závislost na rychlosti je kvadratická. Taky se sníží dynamika pohybu, byť třeba nepatrně, takže robot tak moc neškubne a můžeme brát že poloměr pohybu r je větší, opět změna odstředivé síly.
No a pak by mohl být ještě moment setrvačnosti J = m*r^2 (obecně), a tady záleží, kam se zátěž přidá oproti ose rotace.
A ke zvětšení tlakové síly přidáním zátěže - při rozboru do detailu je potřeba určit těžiště, ve kterém působí tíhová síla a tu pak správně rozdělit na část působící na styku kol s podložkou a na druhou část působící na styku opěrného třetího místa a podložky. Je jasné že chceme aby bylo těžiště co nejblíž kol, ať je podíl této složky co největší (a proto co nejníž, ať se při zrychlování "co nejméně posunuje").
Jako nejpravděpodobnější bych viděl, že při Tvém zatížení robotu došlo i k posunutí těžiště ke kolům a tak i k výraznějšímu zlepšení vlastností robota. Podobně jsme s kámošem řešili umístění baterií na robotovi na Istrobotu 2012, aby bylo těžiště téměř na kolech. Před touto úpravou nám v zatáčkách klouzala kola, po ní již ne.
http://www.youtube.com/watch?feature=pl ... MfZRLlmLBk
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Aha, maš pravdu, že v mém případě mohlo zatížením robota dojít k celkovému posunu těžiště víc dozadu (blíž k poháněné nápravě). To mi připadá jako dostatečně pravděpodobné vysvětlení.
Takže moje dosavadní závěry z této poslední debaty:
- postav robota co nejlehčího, aby byl rychlý a hbitý (mohl snadněji zrychlovat) [při daném výkonu motorů]
- těžiště robota drž co nejníž [kvůli stabilitě] a co nejblíž poháněné nápravě [kvůli maximalizaci smykového tření] (ale současně zabraň zvedání čumáku při rozjezdu)
- věršinu hmotnosti soustřeď co nejblíž těžiště (abys minimalizoval rotační momenty setrvačnosti [kvůli lepší "obratnosti"])
Takže moje dosavadní závěry z této poslední debaty:
- postav robota co nejlehčího, aby byl rychlý a hbitý (mohl snadněji zrychlovat) [při daném výkonu motorů]
- těžiště robota drž co nejníž [kvůli stabilitě] a co nejblíž poháněné nápravě [kvůli maximalizaci smykového tření] (ale současně zabraň zvedání čumáku při rozjezdu)
- věršinu hmotnosti soustřeď co nejblíž těžiště (abys minimalizoval rotační momenty setrvačnosti [kvůli lepší "obratnosti"])
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Přesně jak píšeš. Ono baterie a motory budou vždy něco vážit a budou tvořit převážnou část hmotnosti robota, takže přítlak nějaký bude, a v kombinaci s kvalitními koly s přilnavou pneumatikou by to mohlo být to pravé řešení.
Právě navrhuju plošňák na robota, který by měl tyto parametry co nejvíce splňovat, tak až bude hotový a bude jezdit, posoudím to.
Právě navrhuju plošňák na robota, který by měl tyto parametry co nejvíce splňovat, tak až bude hotový a bude jezdit, posoudím to.
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Pro zajímavost, narazil jsme na videa polského robota. Konstrukčně jde vidět větší rozvor kol, senzory do oblouku se středem ve středu nápravy (alespoň mi to tak připadá) a poměrně velkou vzdáleností senzoru od kol. No a na dané trati jezdí opravdu rychle, autor píše že snad 1,8 m/s.
http://youtu.be/4Vx6Y7M695g
http://youtu.be/4Vx6Y7M695g
Re: Sledovač čáry - mechanická stránka
Tak kdysi jsem tady zmiňoval, že při vysoké rychlosti mi robot jezdil do zatáček smykem a slíbil jsem video. Dneska jsem s robotem trochu experimentoval a vzpomněl si na to, tudíž zde je zmíniné video.