☠WEEDINATOR☠ Parte 4: Código de geometría de dirección diferencial: 3 pasos

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:40

Si tiene tiempo para ver el video anterior, notará que hay algunos ruidos extraños causados por los motores en la dirección que se detienen de vez en cuando cuando el WEEDINATOR realiza un giro de 3 puntos. Básicamente, los motores se atascan entre sí, ya que el radio de giro es diferente en el interior al exterior y la distancia que recorre la rueda es diferente por grado de giro.

La geometría del giro se puede elaborar esbozando 8 o más permutaciones del giro, dando ejemplos de giro en diferentes ángulos en la rueda interior desde 0 (sin giro) a 90 (bloqueo total) grados. ¿Suena complicado?

La mayoría de los robots de ruedas pequeños no intentan tener ningún tipo de dirección sofisticada y confían, de manera muy efectiva, en simplemente cambiar la velocidad relativa de los motores a cada lado del vehículo, que es más o menos lo mismo que una excavadora de orugas o un tanque. obras. Esto es genial si estás cargando sobre una zona de guerra llena de cráteres disparando a todo lo que se mueve, pero en un ambiente agrícola tranquilo es importante hacer el menor daño posible al suelo y al suelo, de modo que las muelas abrasivas hacia adelante y hacia atrás se enfrenten entre sí. ¡No apropiado!

La mayoría de los automóviles y tractores tienen un dispositivo muy útil llamado "Diferencial", excepto los automóviles que se ven en las viejas películas estadounidenses, donde se pueden escuchar los neumáticos chirriar como locos cada vez que doblan una esquina. ¿Los estadounidenses todavía fabrican autos como este? Con el WEEDINATOR, podemos programar el diferencial en los motores de tracción elaborando la fórmula para las velocidades relativas y los ángulos de las ruedas en cualquier ángulo de giro en particular. ¿Aún suena complicado?

He aquí un ejemplo rápido:

Si el WEEDINATOR está girando y tiene su rueda interior a 45 grados, la rueda exterior NO es de 45 grados, es más como 30 grados. Además, la rueda interior puede girar a 1 km / hora, pero la rueda exterior será significativamente más rápida, más como 1,35 km / hora.

Paso 1: Configuración de geometría

Para empezar, se hacen algunas suposiciones básicas:

• El chasis pivotará alrededor de una de las ruedas traseras como se muestra en el diagrama de arriba.
• El centro efectivo del círculo de pivote se moverá a lo largo de una línea que se extiende desde los centros de las dos ruedas traseras, dependiendo del ángulo de giro.
• La geometría tomará la forma de una curva sinusoidal.

Paso 2: Dibujos a escala de ángulos y radios de rueda

Se hizo un dibujo a escala completa de las ruedas delanteras y el chasis de WEEDINATOR con 8 permutaciones diferentes del ángulo de la rueda interior entre 0 y 90 grados y se trazaron los respectivos centros de giro como se muestra en los dibujos de arriba.

Los radios efectivos se midieron a partir del dibujo y se trazaron en un gráfico en Microsoft Excel.

Se produjeron dos gráficos, uno de la relación de los ejes de las ruedas delanteras izquierda y derecha y otro para la relación de los dos radios para cada ángulo de giro en particular.

Luego modifiqué algunas fórmulas para imitar los resultados empíricos basados en una curva sinusoidal. Uno de los dulces se ve así:

speedRatio = (sin (interior * 1,65 * pi / 180) +2,7) /2,7; // interior es el ángulo de giro interior.

Las curvas se modificaron cambiando los valores que se muestran en rojo en el archivo de Excel hasta que las curvas encajaron.

Paso 3: codificación de fórmulas

En lugar de intentar codificar las fórmulas en una línea, se dividieron en 3 etapas para permitir que Arduino procese las matemáticas correctamente.

Los resultados se muestran en la pantalla del puerto serie y se verifican con los resultados medidos en el dibujo a escala.