Ağırlığın tekerleklere veya robotun merkezine dağıtılması daha mı iyi?


13

Standart bir 4 veya 6 tekerlekli robot tasarlarken, ağırlığın öncelikle robotun ortasına veya tekerleklerin üzerine dağıtılması daha iyi mi yoksa fark yok mu?

Spesifik olarak, hangi ağırlık dağılımı robotun devrilme olasılığını azaltır?


Biraz daha ayrıntı verebilir misiniz? Örneğin, çevre ne kadar pürüzlü? Sonuçta, robot sadece düz bir yüzeyde hareket ederse, muhtemelen herhangi bir fark yaratmaz.
Shahbaz

Yanıtlar:


14

Sert bir robot olduğunu varsayarsak, ilgilenilen tek ağırlık özellikleri:

  • toplam kütle
  • kütle merkezi

Devrilme açısından, devrilmeden önce gereken açı en üst düzeye çıkarılırsa robot daha kararlıdır. Bu, düşük bir kütle merkezine ve destek poligonunun kenarlarından mümkün olduğunca uzakta bir kütle merkezine sahip olarak elde edilir .

Sezgisel olarak, kütle merkezi robotun merkezine yakınsa, daha kararlı olduğunu görebilirsiniz. Daha resmi olarak, her tekerleğin bir çokgenin (üst görünümden) tepe noktası olduğunu düşünüyorsanız, bir destek çokgeni göreceksiniz. Merkezi bir kenardan en uzak nokta olarak atayabilirsiniz.

Stabiliteyi arttırmanın bir başka yolu, destek poligonunun boyutunu arttırmaktır - yani geniş bir taban oluşturmak için tekerlekleri daha da uzağa yerleştirin. Daha fazla tekerlek eklemek de destek poligonunun boyutunu artırabilir, ancak bu çoğunlukla tekerlekler arasındaki mesafeye göre oldukça küçük bir destek poligonuna sahip üç tekerlekli robotları etkiler.

Robotun devrilmesi için gereken açı, devrilme yönüne bağlı olabilir. Bu yönde hareket varsa, o yönde rahatsızlıklar olması daha olasıdır. Bu nedenle, otomobiller, ön tekerlekler sol ve sağ tekerlekler arasındaki mesafeye kıyasla, arka tekerleklerden daha uzakta iken, yanlara (rulo ekseni) kıyasla daha ileri / geri istikrarlıdır.

Robotun toplam kütlesi de bir faktördür. Robot daha ağırsa, devrilmeye devam etmeden önce robotu gerekli açıya yatırmak için daha büyük bir rahatsız edici kuvvet gerekir. Bunu söyledikten sonra, sadece robot kütlesini arttırmak istemezsiniz, bu yüzden:

  • daha ağır bileşenleri daha aşağı yerleştirmeye çalışın (piller oldukça ağır olabilir)
  • destek poligonunun boyutunu arttırın (tekerlekler daha da dışarı veya 3 yerine 4 tekerlek).

2

Sadece ronalchn'ın mükemmel cevabına biraz eklemek için :

Robottaki ağırlık dağılımını, kütle merkezinin konumunu değiştirmeyecek şekilde değiştirmek Atalet Momentini etkileyecek ve bu da robotun dönme hızını hızlandırma yeteneğini etkileyecektir.

Yuvarlanan robotların çoğu için, bunun bir sorun olması pek olası değildir. Bununla birlikte, son derece dinamik bir robot için çok hızlı seyahat eden ve sıkı dönüşler yapan, vücudunu hızlı bir şekilde döndürebilmenin bir avantaj olabileceğini ve hatta bazı aşırı durumlarda devrilmekten kurtulabileceğini hayal edebiliyorum .

Bu nedenle kütleyi merkeze yakınlaştırmak bu tür robotlar için en iyisidir.


Buna ekleyeceğim tek şey ve ronalchn'ın cevabı: Kütleyi merkezlemenin ve tekerleklerin üzerine koymanın dezavantajı, tüm tekerlekler tahrik tekerlekleri ise, tüm ağırlığı merkeze yerleştirerek çekişi kaybedebilirsiniz. Ancak istikrar için: evet, düşük ve ortalanmış.
ViennaMike

2
@ViennaMike - Neden? Merkezini hareket ettirmeden kütle dağılımını değiştirmek, tekerlek çekişinde herhangi bir fark yaratmaz.
Rocketmagnet
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.