roboforum.ru

Читая робофорум, наткнулся на интересную ссылку
forum31/topic5401.html#p87852
Появилась идея сделать нечто подобное (не прямо сейчас, пока я занят другим проектом). Тем более что для колесно-моторной части у меня есть наработки. Для чего нужен такой робот? Для меня это просто интересная конструкторская задача - сделать девайс, у которого центр масс находится в геометрическом центре. Конечно нужно предусмотреть регулировку центра масс по двум осям. Что должен делать такой робот? Думаю пусть делает то же, что и прототип - волчок медленно ездит по линии. Теперь вопросы, которые я выношу на обсуждение.

Я так полагаю, как происходит движение. Если скорости обоих колес равны (диаметры колес тоже равны) - то робот крутится на месте. Если скорости не равны - то после одного оборота робот сдвинется по дуге (ее радиус равен бесконечности при равных скоростях, и равен расстоянию между колес при максимально различных скоростях). Робот будет ехать отрезками дуг, надо лишь вовремя менять быстрые и медленные колеса. Как узнать в какой момент нужно поменять скорости? Я пока думаю так: спереди и сзади стоит по датчику линии. После одного оборота вокруг оси меняем скорость. Это ограничивает требования к габаритам робота и минимальному радиусу поворота - трасса должна быть такой, чтоб ее можно было апроксимировать кусочно-линейно отрезками, равными расстоянию между датчиками. Это все простой подход к решению задачи. Датчиков может быть больше, есть возможность на оба колеса поставить энкодеры. Надо ли это? Я понимаю, что против скорости будет амплитуда "виляний робота", есть ли смысл гнаться за скоростью?

Робота я представляю круглым, два колеса находятся на диаметре, центр масс в центре. Вращение всегда в одну сторону. Для красоты можно сверху по окружности поставить светодиодов, датчики линии будут кадровыми синхроимпульсами, можно красивую цветовую установку сделать, в полутьме думаю будет красиво.

У прототипа есть ссылка на форум, говорят что там все просто, я посмотрел - просто для тех, кто собаку съел в пололу. Да и не люблю я чужое копировать, беру максимум идею. Напомню основные вопросы по теме:
- правильно ли я все прикинул
- нет ли лучшего алгоритма
- сколько лучше датчиков поставить по минимуму
- ну и попутные вопросы, о которых я не вспомнил.

будет ) если сиильно охота помоделировать - у меня где-та лаба должна валяться на ету тему в матлабе

Появились новые мысли. В своем первом посте я ошибся насчет траектории движения. Вращение на месте - это не движение по бесконечно большой дуге, все проще. При вращении на месте центр масс остается неподвижным (пока рассматриваем сферического коня в вакууме). Если одно колесо крутится на полную, а другое стоит на месте, то центр масс движется по окружности радиусом равным расстоянию между колесами. В любом случае после полного оборота робот окажется в той же точке, откуда начал движение. Ну а мы хотим двигаться вперед (пока вперед, а там посмотрим). Для определенности пусть робот вращается против часовой. Максимальное отклонение центра масс от начального положения будет через 90 градусов. Если после этого выровнять скорости колес, то центр масс тут и остановится. Когда робот станет передом в ту сторону, куда мы едем - снова делаем разные скорости колес, но теперь уже наоборот. Теперь мы максимально сдвинемся вперед через 270 градусов. Снова делаем скорости одинаковые, доворачиваем передок и все повторяем. Робот дугами в 90 градусов поедет вперед, при этом вращаясь все время в одну сторону.
Теперь возвращаемся на линию. Понятно, что нужен датчик спереди, чтоб робот знал где у него перед . И нужны два датчика по бокам, прямо рядом с колесами. Задний датчик не нужен. Ну и постоянно нужно знать какую фазу движения делает робот, пересекает он линию в нужный или не нужный раз.
Но ехать такими дугами не очень эстетично, да и датчики у колес несколько мешаются. Можно поставить их ближе к переду, например под углами 60 и 300 градусов (а не 90 и 270). Дуги будут меньше, скорость упадет, плавность возрастет. Также на плавность будет влиять рассогласование скоростей колес - больше рассогласование - больше дуга.
Ну а если линия начала поворачивать - не беда. Передний датчик ее найдет. Поступательная скорость мала (и ее можно еще уменьшить, уменьшив рассогласование скоростей), ее можно подобрать такую, что робот просто не сможет потерять линию. И никакого ПИД регулятора не надо . Как вы заметили, в моих рассуждениях ничего нет про энкодеры - тут они не нужны. Таким образом робота можно собрать на тиниавр. Цветомузыкой конечно придется пожертвовать, но пару светодиодов подключить к каналам моторов можно. Красный и зеленый, и чтоб при вращении они накладывались. Думаю эфект будет красивым. Вот только выключать такого робота будет трудновато.

Ну а напоследок вопрос: как по простому вычисляют центр масс? Приведу пример. На деревянной доске лежит кирпич. Известны габариты и того и другого, известны координаты их центров масс, а вот вес не известен - нет у меня маленьких весов. Плотность тоже не известна - вес не рассчитать. В общем известна только геометрия. Могу я узнать центр масс? Логика говорит что нет, но может я чего-то не знаю? А если вес я все-таки узнаю - как считают общий центр масс?

Насчет центра масс - отличная идея! А вот с одним датчиком на морде что-то не получается представить. Но идея понятна, буду думать, может и представлю к вечеру

А по-моему, все как раз просто как лапти...

Собственно, как и код в приведенном примере

ну, я думаю, что реально все еще проще...
Когда мы снижаем шим, скорость же не меняется мгновенно - просто колесо _НАЧИНАЕТ_ _ПЛАВНО_ подтормаживать. Так что реальная картинка будет зависеть от динамики механики...

Уверен, что можно будет просто подобрать скорость вращения и разбаланс скоростей (скорость движения по линии), даже поставив датчик прямо на морде, а не смещая нос в сторону.