Engineering
Робот-інспектор усередині труб
Заведіть інспекційного робота в темний іржавий трубопровід при світлі його фари: три пари коліс, притиснуті до стінки, дають йому тягу mu N, кабель, який він тягне за собою, важчає з кожним метром по дну і кожним метром підйому, а кожен поворот множить його натяг на кабестанний множник e^(mu theta). Дивіться, як він видирається стояком, проходить повороти й іде далі, доки кабель не переможе і колеса не забуксують — за кілька дециметрів від замкненої точки зупинки. Послабте притиск, доки він не перестане підіймати власну вагу, або дайте слизькіший кабель — і він дійде до кінця; робота мотора простежується у висоту, кабель, кочення, увід шин і буксування.
Що відбувається
Робот масою 12 кг у трубопроводі 0,5 м: три пари коліс, притиснуті до стінки силою 260 Н, дають йому тягу mu_w N = 156 Н; регулятор швидкості веде колеса до 160 Н мотора. Маршрут іде 25 м горизонтально, підіймається на 8 м, іде 40 м, двічі повертає і йде ще 100 м. За роботом натяг кабелю росте на mu_t w на метр по дну, на w на метр підйому і на кабестанний множник e^(mu_t pi/2) у кожному повороті. Тяжіння на підйомі, опір коченню й увід шин разом із кабелем діють проти коліс; де вони перевищують тягу, колеса буксують. Напівнеявні кроки по 10 мс; робота мотора простежується у висоту, кабель, кочення, увід шин і тепло буксування.
Що спробувати
Заведіть робота і дивіться, як натяг кабелю росте в поворотах; прочитайте, де він стає, проти замкненої точки зупинки; послабте притиск, доки він не перестане підійматися; дайте йому слизькіший кабель.
Модель та її обмеження
Жорсткий робот на фіксованому маршруті, кулонове тертя коліс і кабелю, кабестанний закон у поворотах, без розтягу й зачеплень кабелю. Дальність — цього ідеалізованого робота.
Рівняння модуля
Рівняння 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
