Перевернутый маятник

blindman

Всем привет! Давненько я тут не был. Чото одни принтеры :shock:

Обдумываю одну идейку, нужен совет.

Задача: есть перевернытый маятник на оси колеса. Нужно заставить всю конструкцию двигаться, и чтобы маятник не опрокидывался. Двигатель достаточно мощный, но управлять положением вала с высокой точностью невозможно.

Мысль такая - добавить второй двигатель, BLDC. Когда маятник в равновесии, напряжение на двигатель не подается, и он свободно вращается. При отклонении маятника, на обмотки двигателя подается напряжение таким образом, что создаваемый при этот момент возвращал маятник в вертикальное положение.

Собственно вопрос в том, что не понадобится ли для этого двигатель с моментом, который соизмерим с моментом тягового движка? И может ли вообще такая схема работать?

dccharacter

http://ww1.microchip.com/downloads/en/A ... 00964A.pdf
По-моему то же самое. Единственное, если у тебя на этом маятнике будут датчики висеть, тебе придется как-то учитывать влияние двух движков, т.е. магия посложнее будет

setar

Привет! с возвращением

robovan

Тут на форуме есть тема балансируюший скутер, вот там все нюансы таких систем описаны.

blindman

Кроме одного. Мне надо, чтобы тягу создавал двигатель, который нельзя использовать для стабилизации, скорость его вращения невозможно достаточно быстро изменить

robovan

Тягу? это типа должен быть одноколесный балансирующий мотоцикл?
В таких системах движение идет за счет наклона верхней части в одну из сторон. а потом тяга двигателя должна быть такой, что бы удерживать его в состоянии непрерывного падения за счет вращения колеса. Не думаю что нужно для этого 2 двигателя. Но вам в любом случае виднее.

Добавлено спустя 3 минуты 31 секунду:
forum10/topic11922.html?hilit=%D0%B1%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B9%20%D1%81%D0%BA%D1%83%D1%82%D0%B5%D1%80

dccharacter

robovan, ты не догоняешь, чего хочет ТС. Он хочет хвост реализовать, типа как гепарды используют для балансировки во время бега. Т.е. телега едет, хвост балансирует. Ты же ему сегвей предлагаешь запилить очередной.

robovan

Не надо мне в таком тоне писать! Сами вы много доганяете? Выбирайте выражения когда пишите.

=DeaD=

ИМХО при минимальных требованиях (плавно разгоняемся, плавно тормозим - а для этого как минимум надо иметь точность управляющего воздействия на основной движок) вполне возможно, получится догонять точность управления вспомогательным движком. Но если встанет вопрос о "пинке", от которого маятник должен устоять - может быть просто мощности BLDC не хватит для того, чтобы успеть компенсировать неожиданное воздействие.

PS: С возвращением, и правда, последнее время сплошные 3Д-принтеры

dccharacter

robovan писал(а):

Не надо мне в таком тоне писать! Сами вы много доганяете? Выбирайте выражения когда пишите.

Обидели мышку

lorry

А с чего вы взяли что "Когда маятник в равновесии, напряжение на двигатель не подается", маятник никогда не будет в равновесии, это равновесие должно поддерживаться извне, т.е. напряжение на стабилизирующий двигатель всегда будет подаваться, и система будет постоянно пытаться уравновесить саму себя, но это в общем то нормально, так работают все балансиры, им постоянно приходится бороться с тяготением Земли.
Проблема в другом: на ремне передачи от тягового двигателя на шкив колеса натяжение должно быть достаточным чтобы: с одной стороны обеспечить надежное сцепление ремня со шкивом без проворачивания, а с другой стороны при приложении усилия со стороны стабилизирующего двигателя (который всегда будет включен в каком то из направлений) обеспечить прокручивание шкива относительно ремня (или наоборот) и соответственно притормаживание (или разгон) в узле "тяговый двигатель-шкив колеса". Вы никогда не сможете настроить эти натяжения так, чтобы маятник не опрокидывался. Дело в том, что начальные условия при которых ваша система будет начинать работу будут всегда разные, к этому относится как внутреннее состояние системы (нагрев узлов, насыщенность ремней влагой и пр.), так и внешние условия (температура, влажность, даже атмосферное давление). А из за того, что в моменты включения стабилизирующего двигателя в узле "тяговый двигатель-шкив колеса" у вас будут возникать проворачивания ремня относительно шкива или наоборот шкива относительно ремня (смотря в какую сторону будет включаться стабилизирующий двигатель), узел будет нагреваться, что как следствие приведет быстрому его износу, а самое главное из за нагрева произойдет увеличение трения ремня и шкива, что естественно сразу выведет систему из равновесия и баланса. Т.е. даже если вы сможете первоначально настроить устройство на балансирование, то это продлится не больше чем до того момента как из за трения ремня о шкив, изменится механическое сопротивление между ними, а произойдет это очень быстро.
На практике решить такую проблему можно только с использованием обгонной муфты. Но и здесь сложность в том, что простая обгонная муфта работает только при вращении в одну сторону, вам же нужно и тормозить и разгонять колесо. В любом случае это будет достаточно сложное механическое изделие, которое утяжелит всю конструкцию и усложнит ее изготовление.

dccharacter

http://blogs.scientificamerican.com/obs ... l-to-leap/

Angel71

dccharacter, няшная бионика

blindman

Цитата:

это типа должен быть одноколесный балансирующий мотоцикл?

Давайте считать, что это так

Цитата:

тяга двигателя должна быть такой, что бы удерживать его в состоянии непрерывного падения за счет вращения колеса. Не думаю что нужно для этого 2 двигателя

С ДВС, например, такое не прокатит

Цитата:

А с чего вы взяли что "Когда маятник в равновесии, напряжение на двигатель не подается", маятник никогда не будет в равновесии, это равновесие должно поддерживаться извне

Ну пусть будет так, сути это не меняет. При переходе маятника через точку равновесия, направление вращения двигателя будет меняться на противоположное. Точнее, не направление вращения, а направление создаваемого этим двигателем момента силы

Цитата:

На практике решить такую проблему можно только с использованием обгонной муфты

Или дифференциала. Которому не свойственно ограничение:

Цитата:

простая обгонная муфта работает только при вращении в одну сторону

То что я нарисовал - как раз и есть дифференциал

Цитата:

Но если встанет вопрос о "пинке", от которого маятник должен устоять - может быть просто мощности BLDC не хватит для того, чтобы успеть компенсировать неожиданное воздействие.

Вот в этом и суть. Я почему и вынес это в вопрос. Если понадобится двигатель слишком мощный - нафига тогда нужен первый движок.

Добавлено спустя 33 минуты 40 секунд:

Цитата:

Он хочет хвост реализовать, типа как гепарды используют для балансировки во время бега.

Ну можно и в таком ключе мыслить. Вопрос - как организовать эффективный привод этого "хвоста"

Вот пример реализации

Вложение:

ShopLeaningSmiling.jpg [ 272.59 КиБ | Просмотров: 2408 ]

Внутри колеса - балансирующий противовес. Основная проблема - большая масса.

=DeaD=

blindman писал(а):

Цитата:

Но если встанет вопрос о "пинке", от которого маятник должен устоять - может быть просто мощности BLDC не хватит для того, чтобы успеть компенсировать неожиданное воздействие.

Вот в этом и суть. Я почему и вынес это в вопрос. Если понадобится двигатель слишком мощный - нафига тогда нужен первый движок.

Это неопределенное требование. При любой мощности движков существует такой мощный "пинок", от которого движки не смогут компенсировать импульс.

roboforum.ru

Перевернутый маятник

Кто сейчас на конференции