☠WEEDINATOR☠ Част 4: Код на геометрията на диференциалното управление: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Ако имате време да гледате горния видеоклип, ще забележите, че има някои странни шумове, причинени от моторите на кормилното управление, спиращи от време на време, докато WEEDINATOR се движи в завой от 3 точки. Двигателите по същество се забиват един срещу друг, тъй като радиусът на завоя е различен от вътрешната страна към външната страна и разстоянието, което колелото изминава, е различно в зависимост от степента на завъртане.

Геометрията на завоя може да бъде разработена чрез скициране на около 8 пермутации на завоя, давайки примери за завъртане под различни ъгли на вътрешното колело от 0 (без завой) до 90 (пълно блокиране) градуса. Звучи сложно?

Повечето малки колесни роботи не се опитват да имат някакъв вид сложно управление и разчитат много ефективно на просто промяна на относителната скорост на моторите от всяка страна на превозното средство, което е почти същото като това на проследяващия копач или резервоар върши работа. Това е чудесно, ако зареждате над изпълнена с кратери военна зона, стреляйки по всичко, което се движи, но в спокойна селскостопанска среда е важно да нанесете възможно най -малко щети на почвата и почвата, така че шлифоването на колелата назад и напред един срещу друг е не подходящ!

Повечето автомобили и трактори имат много полезна притурка, наречена „Диференциал“, с изключение на колите, които виждате в старите американски филми, където можете да чуете гумите да крещят като луди всеки път, когато излезете зад ъгъла. Американците все още ли произвеждат такива автомобили? С WEEDINATOR можем да програмираме диференциал в задвижващите двигатели, като разработим формулата за относителните скорости и ъгли на колелата при всеки определен ъгъл на завъртане. Все още звучи сложно?

Ето един бърз пример:

Ако WEEDINATOR се движи в завой и има вътрешно колело на 45 градуса, външното колело НЕ е 45 градуса, това е по -скоро 30 градуса. Също така, вътрешното колело може да се върти с 1 км/час, но външното колело ще бъде значително по -бързо, по -скоро като 1,35 км/час.

Стъпка 1: Настройка на геометрията

За начало се правят няколко основни предположения:

• Шасито ще се завърти около едно от задните колела, както е показано на диаграмата по -горе.
• Ефективният център на въртящия се кръг ще се движи по линия, удължена от центровете на двете задни колела, в зависимост от ъгъла на завиване.
• Геометрията ще бъде под формата на синусова крива.

Стъпка 2: Мащабирани чертежи на ъгли и радиуси на колелата

Направен е мащабен чертеж на предните колела и шаси на WEEDINATOR с 8 различни пермутации на ъгъла на вътрешното колело между 0 и 90 градуса и съответните центрове на завъртане са картографирани, както е показано на чертежите по -горе.

Ефективните радиуси бяха измерени от чертежа и нанесени на графика в Microsoft Excel.

Бяха създадени две графики, една от съотношението на осите на лявото и дясното предно колело и друга за съотношението на двата радиуса за всеки конкретен ъгъл на завъртане.

След това „забърках“някои формули, за да имитирам емпиричните резултати въз основа на синусова крива. Едно от измамите изглежда така:

speedRatio = (sin (вътрешен*1.65*pi/180) +2.7) /2.7; // вътрешен е вътрешният ъгъл на завъртане.

Кривите бяха заблудени чрез промяна на стойностите, показани в червено във файла Excel, докато кривите съвпаднат.

Стъпка 3: Кодиране на формулите

Вместо да се опитват да кодират формулите в един ред, те бяха разделени на 3 етапа, за да позволят на Arduino да обработи математиката правилно.

Резултатите се показват на дисплея на серийния порт и се проверяват с измерените резултати на чертежа на скалата.