Engineering
Robot do inspekcji rur
Wprowadź robota inspekcyjnego do ciemnego, zardzewiałego rurociągu w świetle jego reflektora: trzy pary kół dociśnięte do ściany dają mu trakcję mu N, ciągnięty z tyłu kabel cięży z każdym metrem po dnie i każdym metrem wzniosu, a każde kolano mnoży jego naciąg przez współczynnik kabestanowy e^(mu theta). Patrz, jak wjeżdża pionem, przez kolana i dalej, aż kabel wygra, a koła zabuksują – kilka decymetrów przed zamkniętym punktem utknięcia. Zmniejsz docisk, aż nie uniesie własnego ciężaru, albo daj mu śliższy kabel, a dojedzie do końca; pracę silnika śledzi się w wysokość, kabel, toczenie, szorowanie i poślizg.
Co się dzieje
Robot 12 kg w rurociągu 0,5 m: trzy pary kół dociśnięte do ściany siłą 260 N dają mu trakcję mu_w N = 156 N; regulator prędkości napędza koła do 160 N silnika. Trasa biegnie 25 m poziomo, wznosi się 8 m, biegnie 40 m, skręca dwa razy i biegnie jeszcze 100 m. Za robotem naciąg kabla rośnie o mu_t w na metr po dnie, o w na metr wzniosu i o współczynnik kabestanowy e^(mu_t pi/2) w każdym kolanie. Ciężar na wzniosie, opór toczenia i szorowanie opon dołączają do kabla przeciw kołom; gdzie przekraczają trakcję, koła się ślizgają. Kroki półniejawne 10 ms; pracę silnika śledzi się w wysokość, kabel, toczenie, szorowanie i ciepło poślizgu.
Co wypróbować
Wprowadź robota i patrz, jak naciąg kabla rośnie w kolanach; odczytaj, gdzie utknie, względem zamkniętego punktu utknięcia; zmniejsz docisk, aż nie zdoła wjechać; daj mu śliższy kabel.
Model i jego ograniczenia
Sztywny robot na stałej trasie, tarcie Coulomba dla kół i kabla, prawo kabestanu w kolanach, bez rozciągania i zaczepiania kabla. Zasięg jest ten tego wyidealizowanego robota.
Równania modułu
Równania F_traction = μ_w·N, dT/ds = μ_t·w (level), dT/ds = w (climb) T_out = T_in·e^(μ_t·θ) in every bend m·a = min(F_drive, μ_w·N) − T − m·g·sin α − c_r·N − c_s·v W_motor = ΔE_p + ∫T ds + W_roll + W_slip + E_k
