EWEEDINATOR☠ Osa 4: Tasauspyörästön geometrian koodi: 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Jos sinulla on aikaa katsoa yllä oleva video, huomaat, että ohjauspyörän moottorien aiheuttamat outot äänet toistuvat silloin tällöin WEEDINATORin navigoidessa 3 pistettä. Moottorit jumittuvat olennaisesti toisiaan vasten, koska kääntösäde on erilainen sisäpuolelta ulkopuolelle ja pyörän kulkeva matka vaihtelee kierrosasteen mukaan.

Käännöksen geometria voidaan selvittää luonnostelemalla noin kahdeksan käännöksen permutaatiota, joka antaa esimerkkejä kääntymisestä eri kulmissa sisäpyörässä 0 (ei käännöstä) 90 (täyslukitus) asteeseen. Kuulostaa monimutkaiselta?

Useimmat pienpyöräiset robotit eivät yritä saada minkäänlaista hienostunutta ohjausta ja luottavat erittäin tehokkaasti pelkästään moottorin suhteellisen nopeuden muuttamiseen ajoneuvon kummallakin puolella, mikä on suunnilleen sama kuin telakaivinkone tai säiliö toimii. Tämä on hienoa, jos lataat kraatterilla täytetyn sota -alueen yli ja ammut kaikkea, mikä liikkuu, mutta rauhallisessa maatalousympäristössä on tärkeää vahingoittaa mahdollisimman vähän maaperää ja maata, joten hiomalaikat eteen ja taakse ovat ei sopivaa!

Useimmissa autoissa ja traktoreissa on erittäin hyödyllinen laite, jota kutsutaan nimellä "Differentiaali", lukuun ottamatta vanhoissa amerikkalaisissa elokuvissa nähtyjä autoja, joissa voit kuulla renkaiden huutavan hulluksi joka kerta, kun ne kulkevat kulman takana. Rakenevatko amerikkalaiset edelleen tällaisia autoja? WEEDINATORilla voimme ohjelmoida tasauspyörästön käyttömoottoreihin laatimalla kaavan pyörien suhteellisille nopeuksille ja kulmille missä tahansa kulmassa. Kuulostaako silti monimutkaiselta?

Tässä on nopea esimerkki:

Jos WEEDINATOR liikkuu käännöksessä ja sen pyörä on 45 asteen kulmassa, ulkopyörä EI ole 45 astetta, se on enemmän kuin 30 astetta. Myös sisäpyörä voi pyöriä nopeudella 1 km/h, mutta ulkopyörä on huomattavasti nopeampi, enemmän kuin 1,35 km/h.

Vaihe 1: Geometrian asetukset

Aluksi tehdään muutamia perusoletuksia:

• Runko kääntyy yhden takapyörän ympäri yllä olevan kaavion mukaisesti.
• Kääntöympyrän tehokas keskipiste liikkuu kahden takapyörän keskikohdasta ulottuvaa viivaa pitkin käännöskulmasta riippuen.
• Geometria muodostuu sinikäyrän muodossa.

Vaihe 2: Skaalatut piirustukset pyörän kulmista ja säteistä

WEEDINATORin etupyöristä ja alustasta tehtiin täysimittainen piirustus, jossa oli 8 erilaista pyörän sisäkulman vaihtelua 0 ja 90 asteen välillä ja vastaavat käännöskeskukset kartoitettiin yllä olevien piirustusten mukaisesti.

Tehokkaat säteet mitattiin piirustuksesta ja piirrettiin kaavioon Microsoft Excelissä.

Valmistettiin kaksi kuvaajaa, joista toinen oli vasemman ja oikean etupyörän akselien suhde ja toinen kahden säteen suhde kullekin tietylle kääntökulmalle.

Sitten "fudged" joitakin kaavoja jäljittelemään empiirisiä tuloksia, jotka perustuvat sinikäyrään. Yksi huijauksista näyttää tältä:

nopeussuhde = (sin (sisäinen*1,65*pi/180) +2,7)/2,7; // sisempi on sisäinen kääntökulma.

Käyrät sekoitettiin muuttamalla punaisia arvoja Excel -tiedostossa, kunnes käyrät sopivat yhteen.

Vaihe 3: Kaavojen koodaus

Sen sijaan, että yritettäisiin koodata kaavoja yhdelle riville, ne jaettiin kolmeen vaiheeseen, jotta Arduino voisi käsitellä matematiikkaa oikein.

Tulokset näkyvät sarjaporttinäytössä ja tarkistetaan mittaustuloksilla mittakaavassa.