Engineering

Teleoperacja haptyczna

Poczuj zdalną ścianę przez dwa sprzężone uchwyty. Porównaj opóźnienie, sztywność kontaktu i ograniczony energią kanał sprzężenia zwrotnego siły.

Autor: Mykhailo Makarov

Obraz z aplikacji

Co się dzieje

Zwiększ opóźnienie, a następnie porównaj sprzężenie zwrotne z ograniczeniem energii sprzężenia zwrotnego i bez niego.

Niebieski uchwyt podąża za operatorem reprezentowanym przez sprężynę i tłumik; bursztynowy uchwyt naciska ścianę zamontowaną na sprężynie elastycznej.

Jedna oś, określony cel operatora, skończone masy i siły serwo.

Ogranicznik energii sprzężenia zwrotnego ogranicza jedynie pozytywną pracę siłownika sprzężenia siłowego; nie jest to kompletny kontroler pasywności dwustronnej ani prawdziwy sprzęt haptyczny.

Co wypróbować

Zwiększ opóźnienie, a następnie porównaj sprzężenie zwrotne z ograniczeniem energii sprzężenia zwrotnego i bez niego.

Niebieski uchwyt podąża za operatorem reprezentowanym przez sprężynę i tłumik; bursztynowy uchwyt naciska ścianę zamontowaną na sprężynie elastycznej.

Model i jego ograniczenia

Jedna oś, określony cel operatora, skończone masy i siły serwo.

Inne eksperymenty

Wróć do katalogu

Engineering

Wspólny transport przez roboty

W hangarze łazików marsjańskiej bazy badawczej o zachodzie słońca, z wielkimi wrotami otwartymi na czerwony regolit, sześć małych sześciokołowych robotów zadokowanych do dużej skrzyni z panelami słonecznymi niesie ją wzdłuż namalowanej linii przez ćwierć obrotu do jej stanowiska. Kulombowskie tarcie podłogi wymaga mu m g, zanim skrzynia w ogóle drgnie; koła każdego robota dają co najwyżej mu_w m_r g, więc potrzebna liczba robotów jest taka sama na Marsie i na Księżycu i rośnie na Ziemi, gdzie ograniczają silniki. Zespół dzieli jedno prawo sterowania, a każdy robot bierze swój udział o minimalnej normie: wyłącz jednego i patrz, jak skrzynia się obraca, aż pozostałe dowiedzą się o tym i przejmą jego obciążenie; zabierz dwa, a zespół wejdzie w nasycenie, a skrzynia będzie tylko pełzać. Niech pojedynczy robot pcha pustą skrzynię poza środkiem, a obróci się ona wokół punktu na swojej długiej osi, który przewiduje wzór zamknięty dla jednorodnego prostokąta. Każdy dżul włożony przez roboty pojawia się znowu jako ciepło w podłodze.

Engineering

Dron z podwieszonym ładunkiem

Przeleć z paczką wzdłuż podmiejskiej ulicy w letni wieczór: kwadrokopter startuje z lądowiska na dachu magazynu, przelatuje nad ogrodami pod porywisty wiatr, hamuje nad ostatnim domem, opuszcza paczkę na wciągarce na matę doręczeń i wraca. Każdy wirnik w zawisie potrzebuje mocy z teorii pędu T^1.5/sqrt(2ρA); w locie postępowym moc indukowana spada, opór łopat i kadłuba rośnie, a krzywa mocy ze wzoru zamkniętego daje prędkości największej długotrwałości i największego zasięgu. Zahamuj gwałtownie, a paczka rozkołysze się jak wahadło o okresie 2π sqrt(L/g); włącz tłumienie kołysania, a sterownik będzie podążał za wahaniem, aż wygaśnie. Utrzymaj drona w miejscu w stałym wietrze, a względem powietrza będzie w locie postępowym — jego pochylenie, kąt odchylenia paczki i moc równają się swoim wzorom zamkniętym — a każdy dżul pobrany z akumulatora jest śledzony do strumienia za wirnikami, łopat, oporu, wysokości i wciągarki.

Engineering

Autonomiczny bus

Przejedź się bezzałogowym elektrycznym busem po kampusie uniwersyteckim nocą po deszczu. Kieruje się metodą czystego pościgu (pure pursuit) — celuje w punkt przed sobą na trasie z krzywizną 2 sin(alpha)/L_d, dokładnie 1/R na okręgu — zwalnia do sqrt(a_lat/kappa) przed każdym zakrętem, zatrzymuje się dokładnie przy znaczniku na dwóch przystankach w granicach komfortowego opóźnienia i zrywu i obserwuje drogę wachlarzem promieni lidaru. Przy przejściu dla pieszych czeka piesza: bus ją widzi i ustępuje. Wyłącz regułę ustępowania, a ona wejdzie na jezdnię 14 m przed busem — hamowanie awaryjne zajmie odległość ze wzoru zamkniętego v tau + v^2/2a + v a/2j; daj percepcji 1,2 s opóźnienia, a bus do niej dojedzie; zaparkuj furgonetkę przed przejściem, a piesza pozostanie ukryta, aż znajdzie się na pasie. Wypróbuj suchy asfalt i mokre liście i śledź każdy dżul z akumulatora do silników, powietrza, opon i hamulców i z powrotem przez rekuperację.