☠WEEDINATOR☠ Del 4: Differential Steering Geometry Code: 3 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hvis du har tid til at se ovenstående video, vil du bemærke, at der er nogle mærkelige lyde forårsaget af motorerne på styretoppen, der af og til stopper, når WEEDINATOR navigerer en 3 -punkts sving. Motorerne klemmer i det væsentlige mod hinanden, da svingningsradius er forskellig på indersiden til ydersiden, og afstanden, hjulet bevæger sig, er forskellig pr. Svingningsgrad.

Drejens geometri kan udarbejdes ved at skitsere omkring 8 permutationer af svinget og give eksempler på drejning i forskellige vinkler på det indre hjul fra 0 (ingen omgang) til 90 (fuld lås) grader. Lyder det kompliceret?

De fleste robotter med små hjul forsøger ikke at have nogen form for sofistikeret styring og stoler meget effektivt på blot at ændre motorernes relative hastighed på hver side af køretøjet, hvilket er stort set det samme som hvordan en sporbar graver eller tank arbejder. Dette er fantastisk, hvis du oplader over en kraterfyldt krigszone, der skyder på alt, hvad der bevæger sig, men i et roligt landbrugsmiljø er det vigtigt at gøre så lidt skade på jorden og jorden som muligt, så slibning af hjul frem og tilbage mod hinanden er ikke passende!

De fleste biler og traktorer har en meget nyttig gadget kaldet en 'Differential', undtagen de biler, du ser i gamle amerikanske film, hvor du kan høre dækkene skrige som vanvittige hver gang de går rundt om et hjørne. Bygger amerikanerne stadig biler som denne? Med WEEDINATOR kan vi programmere differentialer i drivmotorerne ved at beregne formlen for de relative hastigheder og vinkler på hjulene i en bestemt vinkel. Lyder det stadig kompliceret?

Her er et hurtigt eksempel:

Hvis WEEDINATOR navigerer et sving og har sit indvendige hjul ved 45 grader, er det udvendige hjul IKKE 45 grader, det er mere som 30 grader. Det indvendige hjul kan også dreje med 1 km/time, men det udvendige hjul vil være betydeligt hurtigere, mere som 1,35 km/time.

Trin 1: Geometriopsætning

Et par grundlæggende antagelser er lavet til at begynde med:

• Chassiset vil dreje omkring et af baghjulene som vist i diagrammet ovenfor.
• Pivotcirkelens effektive centrum bevæger sig langs en linje, der forlænges fra midten af de to baghjul, afhængigt af drejningsvinklen.
• Geometrien vil have form af en sinuskurve.

Trin 2: Skalerede tegninger af hjulvinkler og radier

En tegning i fuld skala blev lavet af WEEDINATOR -forhjulene og chassiset med 8 forskellige permutationer af indvendig hjulvinkel mellem 0 og 90 grader, og de respektive drejecentre blev kortlagt som vist på tegningerne ovenfor.

De effektive radier blev målt fra tegningen og aftegnet på en graf i Microsoft Excel.

Der blev produceret to grafer, en af forholdet mellem venstre og højre forhjulsaksel og en anden for forholdet mellem de to radier for hver bestemt drejevinkel.

Jeg 'fudged' derefter nogle formler for at efterligne de empiriske resultater baseret på en sinuskurve. En af fudgings ser sådan ud:

speedRatio = (sin (indre*1,65*pi/180) +2,7)/2,7; // indre er den indre drejevinkel.

Kurverne blev fudged ved at ændre værdierne vist med rødt i excel -filen, indtil kurverne passede sammen.

Trin 3: Kodning af formlerne

I stedet for at forsøge at kode formlerne på en linje, blev de opdelt i 3 faser for at tillade Arduino at behandle matematikken korrekt.

Resultaterne vises i den serielle portdisplay og kontrolleres med de målte resultater på skalategningen.