Là tốt hơn để có trọng lượng phân phối trên các bánh xe hoặc trung tâm của robot?


13

Khi thiết kế một robot 4 hoặc 6 bánh tiêu chuẩn, tốt hơn là có trọng lượng phân bổ chủ yếu ở trung tâm của robot, hoặc trên các bánh xe, hoặc không có sự khác biệt?

Cụ thể, phân phối trọng lượng nào sẽ làm cho robot ít có khả năng vượt qua?


Bạn có thể xây dựng thêm một chút? Ví dụ, môi trường thô như thế nào? Rốt cuộc, nếu robot chỉ di chuyển trong một bề mặt phẳng, nó có thể không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào.
Shahbaz

Câu trả lời:


14

Giả sử nó là một robot cứng nhắc, thì thuộc tính trọng lượng duy nhất cần quan tâm là:

  • tổng khối lượng
  • trung tâm của quần chúng

Về mặt lật, robot ổn định hơn nếu góc yêu cầu trước khi lật được tối đa hóa. Điều này đạt được bằng cách có một trung tâm khối lượng thấp và một trung tâm khối lượng càng xa các cạnh của đa giác hỗ trợ càng tốt.

Theo trực giác, bạn có thể thấy rằng nếu trung tâm khối lượng gần trung tâm của robot, nó ổn định hơn. Chính thức hơn, nếu bạn coi mỗi bánh xe là đỉnh của một đa giác (từ góc nhìn trên cùng), thì bạn sẽ thấy một đa giác hỗ trợ. Bạn có thể chỉ định trung tâm là điểm xa nhất từ ​​một cạnh.

Một cách khác để tăng tính ổn định là tăng kích thước của đa giác hỗ trợ - đó là đặt các bánh xe ra xa hơn để tạo thành một cơ sở rộng. Thêm nhiều bánh xe cũng có thể tăng kích thước của đa giác hỗ trợ, mặc dù điều này chủ yếu tác động đến ba robot có bánh xe, có đa giác hỗ trợ khá nhỏ so với khoảng cách giữa các bánh xe.

Góc cần thiết để robot nghiêng có thể phụ thuộc vào hướng lật. Nếu có chuyển động dọc theo hướng đó, thì nhiễu loạn có nhiều khả năng theo hướng đó. Đó là lý do tại sao ô tô ổn định hơn về phía trước / phía sau, so với bên hông (trục lăn), với bánh trước cách xa bánh sau hơn so với khoảng cách giữa bánh trái và bánh xe bên phải.

Tổng khối lượng của robot cũng là một yếu tố. Nếu robot nặng hơn, thì cần một lực gây nhiễu lớn hơn để đưa robot đến góc yêu cầu trước khi nó tiếp tục lật. Phải nói rằng, bạn không muốn đơn giản là tăng khối lượng robot, vì vậy bạn sẽ:

  • cố gắng đặt các thành phần nặng hơn thấp hơn (pin có thể khá nặng)
  • tăng kích thước của đa giác hỗ trợ (bánh xe ra xa hơn, hoặc 4 bánh thay vì 3).

2

Chỉ cần thêm một chút vào câu trả lời tuyệt vời của ronalchn :

Thay đổi phân bố trọng lượng trong robot theo cách không thay đổi vị trí của khối tâm sẽ ảnh hưởng đến mô men quán tính , do đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng tăng tốc độ quay của robot.

Đối với hầu hết các robot chiến đấu cùng, điều này dường như không phải là một vấn đề. Tuy nhiên, tôi có thể tưởng tượng rằng đối với một robot cực kỳ năng động, di chuyển rất nhanh và quay vòng nhanh, có thể xoay thân nhanh chóng có thể là một lợi thế và thậm chí có thể tự cứu mình khỏi bị lật trong một số trường hợp cực đoan.

Do đó, tập trung khối lượng gần trung tâm sẽ là tốt nhất cho loại robot này.


Tất cả tôi muốn thêm vào câu trả lời này và câu trả lời của ronalchn: Một nhược điểm của việc tập trung khối lượng so với đặt nó lên các bánh xe là nếu tất cả các bánh xe đều là bánh xe, bạn có thể mất một lực kéo bằng cách đặt tất cả trọng lượng vào giữa. Nhưng đối với sự ổn định: có, thấp và trung tâm.
ViennaMike

2
@ViennaMike - Tại sao? Thay đổi phân phối khối lượng mà không di chuyển, trung tâm của nó sẽ không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào về lực kéo của bánh xe.
Rocketmagnet
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.