운동학에 관한 Ackermann 스티어링과 표준 바이 사이클의 차이점은 무엇입니까?


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다음과 같은 숙제가 있습니다.

운동학에 관한 Ackermann 스티어링 로봇과 표준 자전거 또는 세발 자전거의 일반적인 차이점은 무엇입니까?

그러나 차와 같은 로봇 (고정 뒷바퀴 2 개와 종속 조정 가능한 앞 바퀴 2 개 포함 )을 세발 자전거 같은 로봇 (단일 조정 가능한 앞 바퀴가있는)으로 볼 수 있기 때문에 차이점이 무엇인지 모르겠습니다 . 가운데).

그런 다음 두 개의 뒷 바퀴 사이의 거리가 0에 가까워지면 자전거가 나옵니다.

그래서 저는이 세 가지 모바일 로봇의 차이점을 볼 수 없습니다. 내가 놓친 것이 있습니까?


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나에게 (당신은 아무것도 누락되지 않은). 운동학도 동일하다고 생각합니다. 전통적으로 Ackermann은 더 많거나 적은 캐스터와 캠버를 가질 수 있지만 이는 규칙이 아닙니다. 슈퍼 세부 사항을 살펴 본다면 약간의 차이가 있지만 (타이어 슬립 데이터에 대해 NASCAR 승무원에게 물어보십시오) 로봇 공학 숙제 질문이라고 생각하지 않습니다. 나는 (당신이 생각하는 것처럼) 차동 운동을 실제로 다른 운동학을 가질 수있는 ackermann과 비교해야한다고 의심합니다.
Spiked3

@Mark Booth 그의 질문은 "합법적 인 질문이 있습니까?" 그리고 나는 그렇지 않다는 데 동의합니다. 질문 없음, 답변 없음 :)
Spiked3

ackerman 운동학, 일명 자전거 모델 [ google.com/…
Spiked3

답변:


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앞바퀴 또는 뒷바퀴 세트를 하나의 바퀴로 "축소"한다는 아이디어와 관련하여 두 가지 실수를 겪고 있습니다.

Ackermann 스티어링을 (개념적으로) 단일 휠로 생각하는 대신 세발 자전거의 단일 프런트 휠을 2 개의 휠로 확장하는 것을 상상해보십시오. 처음에는 타이어가 더 넓어지고 두 개의 타이어로 분리 된 다음 더 멀어 지지만 두 바퀴의 차축은 같은 선에 남아 있습니다. 다시 말해, Ackermann 시스템이 아닌 장난감 마차에서 볼 수있는 것처럼 "조향 가능한 전방 빔 차축"으로 끝납니다 .

라디오 전단지 마차

Ackermann 시스템은 두 개의 자전거가 나란히 용접 된 것으로 생각할 수 있는데, 스티어링 휠의 각도를 동일하게 유지하여 앞바퀴 연결이 해결되지 않는다는 점에 주목하십시오. 대신 Burmester의 이론 과 같은 기법 을 사용하여 적절한 운동 학적 연결을 설계 할 수 있습니다. (Ackermann 솔루션에서는 4 바 링크입니다.)

뒷바퀴의 경우 기댈 수있는 능력을 무시하고 있습니다. 다시 말해, 자전거는 단순히 뒷바퀴 사이에 간격이없는 세발 자전거가 아닙니다. 기울기는 2 개의 접점만으로 안정성을 유지하는 데 필수적인 부분입니다.

세발 자전거 기울기 자전거 기울고 ( " 세발 자전거 조향 "을 통해 무게를 안정적으로 유지 ), ( 자전거의 안정성을 통해 몸을 기울임 )

기대는 운동학적인 것보다 역동적 인 토론이지만, 타이어에 영향을 미치기 때문에 주목할 가치가 있습니다. 자전거 / 오토바이 타이어는 마른 부분을 수용하기 위해 둥근 단면을 가지고 있으며, 자동차 / 모터-타이어는 평평한 단면을 가지고 있습니다.


좋은 답변 감사합니다! 장난감 수레를 사용한 예가 실제로 많은 도움이되었습니다. 그러나 앞바퀴를 "확대"하는 대신 앞바퀴를 두 바퀴로 바꾸십시오 (세 개의 각도가 모두 아커 맨 조건을 충족하도록 다른 각도로). 이 경우 나는 내가 이해하는 한 세발 자전거에서 "ackerman"자동차를 만들었을 것이다.
Daniel Jour

자동차 스티어링과 자전거 한 쌍의 유사성에 대한 답변을 업데이트했습니다.
Ian

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운동 학적 차이가 없다는 것이 맞습니다.

운동학 은 왜 일이 발생하는지, 즉 동적 안정성을 고려하지 않습니다.

명백한 물리적 차이가 있지만, 운동학에 대해 수학을 계산할 때도 동일해야합니다. 이것은 물론 운동학 수준에서 특정 현실적인 한계를 의미합니다. 예를 들어 자전거는 조향하기 위해 몸을 기울이지 만 특정 속도에 도달 한 후에 만 ​​발생합니다. 그때까지 운동학이 다릅니다. 그리고 그 속도에 도달하면 자이로 스코프 세차 운동 도 수반됩니다. 합리성이 만족되는 곳을 선택해야합니다. 모든 물리학을 모델링 할 수 있다고 생각한다면 Yamaha 오토바이 경주에서 소개하고자하는 연락처가 있습니다.

수학을 자세히 설명 하는 PDF 를 찾았습니다 . ackerman의 운동학 수학은 자전거 모델로 알려져 있습니다. 그것이 농담이 아닌 한, 나는 그것이 당신의 질문에 대한 정답을 암시한다고 말할 것입니다.


그래서 나는 두 개의 바퀴가 달린 자동차를 "단순화"하여 (운동학의 관점에서) 세 개의 / 자전거 중 하나와 같은 동작을 설명 할 수 있다고 말할 수 있습니다. 즉, 하나의 각도 만 사용하여 두 가지 (상이하고 종속적 인) 각도를 나타 냅니까?
Daniel Jour

내가 아는 한 자전거 모델은 기울기가 속도가되는 속도 이하의 두 바퀴를 기반으로하며 미지의 것으로 균형이 잡힌 것으로 가정합니다 (운동학으로 모델링되지 않음). 경주에는 한 바퀴가 다른 바퀴보다 더 많이 회전 할 수 있도록 영향을주는 다양한 양의 애커맨이 있지만, 다시 한 번 타이어 문제 데이터와 다른 많은 고급 요소가 로봇 공학 질문에서 예상했던 것보다 많이 작용합니다.
Spiked3
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