Fourwheeler jako platforma do nauki

[expart]

Witam,

jako, że chyba jest to mój pierwszy post na tym forum pragnę się przywitać - od dawna myślałem o budowie robota do zabawy i nauki a teraz postanowiłem pomysł zrealizować.

Opis:

Robot ma być średniej wielkości platformą do eksperymentów z czujnikami, algorytmami itp. Chciałbym go napędzać 4 silnikami 12V, 0,7A z reduktorem 30:1 , 2kg.cm o obrotach 150 RPM pod obciążeniem . Logika robota ma być oparta o Arduino Mega (lub Raspebery Pi), silniki chciałbym sterować motorshieldem od Adafruit. Komunikację z PC chciałbym oprzeć o XBee Pro 60mA. Zasilać całość chciałem z akumulatora motocyklowego 12V, 3Ah.

Robot bez kół i osi (skrzynka) miałby mieć formę prostopadłościanu (DxSxW) 300mm x 200mm x 70mm. Boki w których będą zainstalowane silniki wykonam z aluminium 10mm frezowanego CNC, pozostałe ściany alu 5mm.

Chciałbym aby poruszał się na kółkach terenowych o średnicy 180mm (7 cali) - z moich obliczeń powinien mieć dość dużą moc do poruszania się oraz całkiem sympatyczną prędkość maksymalną (około 10km/h).

W tej chwili moim największym problemem jest znalezienie takich kółek 😉

W najbliższym czasie postaram się zaktualizować posta o rysunki chociaż w Sketchupie.

Wszelkie komentarze mile widziane 🙂

Nawet wymyśliłem już nazwę dla robota IFW01 😉

Pozdrawiam wszystkich w Nowym Roku,
expart.

[mactro]

z moich obliczeń powinien mieć dość dużą moc do poruszania się oraz całkiem sympatyczną prędkość maksymalną (około 10km/h).

Mógłbyś przedstawić te obliczenia? Moment 2kg.cm to mało do robota, który ma mieć koła 180mm i jak sądzę z ich rozmiaru, ma się pewnie poruszać w terenie. Dodatkowo, jeśli to jest Twój pierwszy robot, to prędkość 3m/s będzie Ci raczej przeszkadzać, zwłaszcza jeśli na początku będziesz jeździł robotem w pomieszczeniach (co w trakcie testów jest raczej nieuniknione).

No i czy masz zamiar zrzucać tego robota ze schodów, że budujesz go z aluminium 10mm? Już alu 3mm jest naprawdę sztywne, a jeśli robot nie jest jakoś specjalnie katowany to wystarcza 1,5-2.

[expart]

z moich obliczeń powinien mieć dość dużą moc do poruszania się oraz całkiem sympatyczną prędkość maksymalną (około 10km/h).

Mógłbyś przedstawić te obliczenia? Moment 2kg.cm to mało do robota, który ma mieć koła 180mm i jak sądzę z ich rozmiaru, ma się pewnie poruszać w terenie.

To jest 0,2Nm - każdy silnik (czyli razy 4). Sądzisz, że to jest mało? Ile powinno być Twoim zdaniem alby platforma, która będzie ważyła około 10-11kg poruszała się sprawnie?

Dodatkowo, jeśli to jest Twój pierwszy robot, to prędkość 3m/s będzie Ci raczej przeszkadzać, zwłaszcza jeśli na początku będziesz jeździł robotem w pomieszczeniach (co w trakcie testów jest raczej nieuniknione).

A nie będę sobie w stanie jej ograniczyć programowo na kontrolerze?

No i czy masz zamiar zrzucać tego robota ze schodów, że budujesz go z aluminium 10mm? Już alu 3mm jest naprawdę sztywne, a jeśli robot nie jest jakoś specjalnie katowany to wystarcza 1,5-2.

Jak spadnie z tych schodów to trudno 😉 Chodzi o to, że po prostu mam taki materiał i myślałem, żeby go wykorzystać - myślałem o zmniejszeniu masy przez wybranie materiału tam, gdzie go nie potrzeba. . Chociaż może całość zrobić z tej 5mm formatki, którą mam?

[Bobby]

expart, zależy jakie chcesz uzyskać przyspieszenie. F=ma, M=Fr => a=M/rm

Gdzie M to moment obrotowy silnika (w twoim wypadku moment obrotowy jednego silnika x4, bo masz 4), r to promień koła, a m to masa pojazdu. Powstawiaj do wzoru i zobacz, czy takie przyspieszenie cię satysfakcjonuje.

Na twoim miejscu zmniejszyłbym wymiary platformy do absolutnego minimum - tak, żeby silniki się zmieściły i była w miarę proporcjonalna. I koła tak o połowę mniejsze 😉

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[expart]

expart, zależy jakie chcesz uzyskać przyspieszenie. F=ma, M=Fr => a=M/rm

Gdzie M to moment obrotowy silnika (w twoim wypadku moment obrotowy jednego silnika x4, bo masz 4), r to promień koła, a m to masa pojazdu. Powstawiaj do wzoru i zobacz, czy takie przyspieszenie cię satysfakcjonuje.

O rany, bzdury mi wychodzą z tego wzoru. W jakich jednostkach powinienem wstawiać moment obrotowy? Bo wolfram mnie już od jerk'ów wyzywa 😉

Na twoim miejscu zmniejszyłbym wymiary platformy do absolutnego minimum - tak, żeby silniki się zmieściły i była w miarę proporcjonalna. I koła tak o połowę mniejsze 😉

Chciałbym bawić się różnymi czujnikami, kontrolerami itp.. A podobno lepiej jak jest więcej (miejsca)...

[Bobby]

Wszystko w jednostkach podstawowych - moment w N*m, promień w m, masa w kg. Ładujesz ten wzór do wolframa? Jezu, przecież to są 3 wartości do wstawienia, nawet w pamięci można :x

[expart]

0,72km/h/s heheheeheh..

[Mars]

Czy tylko ja nie rozumiem dlaczego taki wynik, już nie wspominając o jednostce?

[expart]

Zazwyczaj przyśpieszenie jest w m/s^2 ale tutaj przeliczyłem to od razu na km - o ile km/h będzie przyśpieszał na sekundę.

[Mars]

A jakie wartości wstawiałeś? Wypisz wszystkie 😉

[expart]

Jestem pałka.. Od początku walnąłem błąd - prędkość przy kółkach 18 cm nie będzie na poziomie 10km/h tylko 5km/h...

Drugi błąd - przyspieszenie policzyłem dla jednego silnika a nie czterech. Czyli powinno być 2,88 km/h/s.

Wartości jakie podstawiałem to a = 0,2Nm/0,09m/11kg powinienem to jeszcze pomnożyć razy 4. Czy popełniłem jeszcze jakiś błąd?

Pozdrawiam,
expart.

[Bobby]

Wstawiaj prędkość w m/s, a nie km/h, potem wychodzą ci takie rzeczy jak h/s... To są przecież podstawy z ruchu jednostajnie zmiennego, materiał z drugiej klasy gimnazjum :/

Bardziej mnie jednak ciekawi, gdzie w tym moim wzorze jest prędkość?

[expart]

Bobby - w tym wzorze nie ma prędkości - prędkość obliczyłem mając ilość obrotów silnika na sec i obwód koła. Dlaczego wyrażanie prędkości w km/h jest złe? i dlaczego jeżeli mamy prędkość maksymalną w km/h przyśpieszenia zamiast w m/s^2 nie możemy podać w km/h/s ?

Nie wiem co ma do tego gimnazjum ale jak wolisz to podam prędkość w m/s wychodzi mniej więcej 1,4 m/s a przyśpieszenie w m/s^2 0,8m. Tak jest lepiej dla gimnazjalisty?

Jakie przyśpieszenie liczy się jako normalne dla robota takiego jak chciałbym zbudować? W dowolnych jednostkach (może być w km/h/s ale również w m/s/s lub nawet w m/s^2 😉)

[Bobby]

Faktycznie zmyliły mnie te km/h. Ogólnie przy robotach korzysta się nie z km/h tylko m/s. Mieszanie jednostek we wzorze wygląda raczej słabo - chodzi mi o te km/h/s.

Co do wartości przyspieszenia "normalnej" - sam musisz to określić. Według danych, które podałeś wychodzi, że robot przyspieszy do prędkości max (1,4m/s) w ciągu 1,75s (a=dv/dt => t=v/a). Wydaje mi się, że mógłby szybciej 😉 Będzie na to potrzebował około 1,2m (s=v0t+-at^2/2 => s=at^2/2).

[expart]

Pomyślę w takim razie o innych silnikach. Jak zmniejszę koła zmniejszy się prędkość maksymalna a oprócz jazdy autonomicznej chciałbym mieć możliwość zabawy jak RC.

Wypatrzyłem silniczki 160 obrotów, 29kg*cm 12V 7A i chyba zdecyduję się na takie. Platformy nie pomniejszę tylko powiększę 🙂