Самобалансирующийся уницикл (самокат)

[Ракитин Алексей]

Зима... Уличный сезон для многих закрыт. А руки чешутся!
Прелагаю открыть тему (для наработки материала) про самобалансирующиеся самокаты.
Компановка у них может быть любая, от Сегвея до одноколёсных монстров.
Вопрос (у меня) один - алгоритмы, схемные решения управления колесом.
Может есть у кого какие наработки или набран материал. Поделитесь!!!

[Peoner]

Наработками и материалами поделиться не могу ибо нет их, а вот пару соображений если хотите - выскажу.

Если бы "Сегвей" можно было ЛЕГКО сделать в гараже, он не стоил бы под 200 тыщ. руб. и на самоделках уже катали. Сегвей то давно уж придумали, а популярным почему то не стал
Одноколесные монстры тоже в серию даже мелкую почему то не выходят а остаются в виде концептов, одна из причин - неудобные, непрактичные.

Мы ведь свои элевелы не только для развлечения пользуем. На работу катаем, по делам и т.д. (я например много куда на нем езжу) А куда вы на одноколесном монстре ломанетесь???

Ну и не последний момент - точность изготовления. если СМД-электронику уже давно можно паять дома на коленке, то какую нибудь высокоточную втулку или шестерню дома не сробишь. (Про левшей не говорю) А без точных деталей самобалансирующиеся аппараты ИМХО не катят...
Но последнее требование возможно и не критично

[Ракитин Алексей]

Наработками и материалами поделиться не могу ибо нет их, а вот пару соображений если хотите - выскажу.

Если бы "Сегвей" можно было ЛЕГКО сделать в гараже, он не стоил бы под 200 тыщ. руб. и на самоделках уже катали. Сегвей то давно уж придумали, а популярным почему то не стал
Одноколесные монстры тоже в серию даже мелкую почему то не выходят а остаются в виде концептов, одна из причин - неудобные, непрактичные.

Мы ведь свои элевелы не только для развлечения пользуем. На работу катаем, по делам и т.д. (я например много куда на нем езжу) А куда вы на одноколесном монстре ломанетесь???

Ну и не последний момент - точность изготовления. если СМД-электронику уже давно можно паять дома на коленке, то какую нибудь высокоточную втулку или шестерню дома не сробишь. (Про левшей не говорю) А без точных деталей самобалансирующиеся аппараты ИМХО не катят...
Но последнее требование возможно и не критично

Всё так, Сегвей дорог. Но он и сложнее на порядок! Система поворота, резервирование..
Сделаем проще - МК и отсутствие схем поворота. Механики нету!!!
Вопрос в твёрдотельных гироскопах. Как его завязать на колесо?

[Peoner]

Механики нету!!!
Вопрос в твёрдотельных гироскопах. Как его завязать на колесо?

Твердотельные волновые гироскопы. Работа одной из разновидностей ТВГ разработанного компанией Innalabs основана на управлении двумя стоячими волнами в физическом теле – резонаторе, который может быть как осесимметричным, так и неосесимметричным. При этом, осесимметричная форма резонатора позволяет достичь выдающихся характеристик гироскопа, а именно: значительно увеличить срок жизни гироскопа и его удароустойчивость. Резонатор КВГ функционирует в режиме второй формы колебаний. Таким образом, стоячие волны – это колебания эллиптической формы с четырьмя пучностями и четырьмя узлами, расположенными по окружности края резонатора. Угол между смежными узлами / пучностями составляет 45 градусов. Эллиптическая форма колебаний возбуждается до определенной амплитуды. Когда гироскоп поворачивается вокруг оси чувствительности, результирующие Кориолисовы силы, воздействующие на элементы вибрирующей массы резонатора, возбуждают второй режим колебаний. Угол между главными осями двух режимов составляет 45 градусов. Замкнутый контур управления приводит второй режим колебания к нулю. Сила, необходимая для этого, пропорциональна скорости вращения датчика. Соответствующая система замкнутого контура управления называется компенсационной. Для генерирования компенсационной силы и считывания вызванных движений используются пьезоэлектрические элементы, закрепленные на резонаторе. Подобная электромеханическая система в высокой степени эффективна и обеспечивает низкий уровень шума выходного сигнала и широкий диапазон измерения, необходимые для многих критичных применений.

И вы говорите что механики нету?!

[Vetal]

Глядя на такие вот ТС возникло опасение некоторое. Не будем отрицать, что ламается в принципе все, что-то чаще, что-то реже, но тем не менее вероятность поломки не равна нулю. Так вот в чем само опасение: если что-то там сломается в системе стабилизации вертикального удержания, то можно ведь получить мордой или затылком об асфальт на скорости 20-40км/ч, при этом еще и с некоторым усилием прихлопа самой же системой стабилизации при каком нить глюке оной. Или это только мои опасения, глядя на такие ТС, ни у кого таких не возникало? Не будем вдаваться, что система дорогая и типа надежная - поломаться может все.

[AlexPFR]

Ракитин Алексей,

Никаких твердотельных гироскопов в сегвеях нет. Есть датчики угловой скорости (пьезоэлектрические) и акселерометры, запаянные на плате контроллера.

[Ракитин Алексей]

Ракитин Алексей,

Никаких твердотельных гироскопов в сегвеях нет. Есть датчики угловой скорости (пьезоэлектрические) и акселерометры, запаянные на плате контроллера.

Возможно, не знаю. А скорость ограничина 10-15 км/час. Всегда можно вскочить на ноги.
А с велосипеда, если навернуться на 40 км/ч, тоже мало не покажется!!!!!

[TRO]

Ракитин Алексей,

Никаких твердотельных гироскопов в сегвеях нет. Есть датчики угловой скорости (пьезоэлектрические) и акселерометры, запаянные на плате контроллера.

В хобийных вертолётных гироскопах, те-же датчики угловой скорости, так что, хотите вы их так называть или нет, а оно свою работу всё равно делает.

А посему, чтобы не мучится с микросхемками, купить на ебей гироскоп для вертолёта, и подключить к контроллеру МК. (Однако без акселерометра не обойтись, для коррекции вертикального положения, т.е. вектор силы тяжести корректировать)
Однако контроллер МК в данном случае понадобится с векторным управлением, а я таких для МК с ПМ не встречал, хотя руки давно чешутся из какого ни-будь распостранённого китайского сделать, путём замены микроконтроллера со своей прошивкой (но это если и будет то весьма не скоро).

[Vetal]

Возможно, не знаю. А скорость ограничина 10-15 км/час. Всегда можно вскочить на ноги.
А с велосипеда, если навернуться на 40 км/ч, тоже мало не покажется!!!!!

Навернуться можно на всем, но это уже зависит от самого наездника. Но на этой одноколесной штуке из-за глюка системы может просто хлопнуть седоком об дорогу.
Вот, кстати, до 40км/ч одноколесник видел http://www.electransport.com.ua/elektromototsikl/42-ryno-sokhranyayushchij-ravnovesie-odnokolesnyj-elektroskuter.html

[AlexPFR]

Самодельные сегвеи делают уже лет десять. Например, здесь можно посмотреть довольно подробное описание (включая алгоритм), которое можно взять за основу:

http://tlb.org/scooter.html

Там же есть ссылки на конструкции самобалансирующихся унициклов.

[se]

Сделаем проще - МК и отсутствие схем поворота. Механики нету!!!

В итоге они пришли в следующей версии к тому же М-К (Magic Pie от GM)
http://focusdesigns.com

[Ракитин Алексей]

Неужто никому более не интересно?

[Lion]

Забавная штука, но только не для наших условий.. Количество съездов\заездов на тротуары и пешеходов на них заставят проклять все на свете. А по дороге с машинами на таком шайтан девайсе мчать 60 чистое самоубийство. К тому же, насколько я понял из видео, пятую точку приподнимать с нее на ходу не выйдет, а значит кочки отобьют все что смогут. И уж темболее эта штука не стоит 1700$ которые за нее просят на сайте (+ еще наверно 300 доставки...)

MythBuster Adam Savage + SBU (Self-Balancing Unicycle)

SBU V3 (Self Balancing Unicycle)

[nikvic]

Неужто никому более не интересно?

Похоже, на картинке - обыкновенный "цирковой" уницикл с простейшим мотором.
Т.е. вся балансировка - в вестибулярке и опыте ездока.

[Ракитин Алексей]

Нет конечно!
Балансировка"вперёд-назад" гироскопическая.

[valeryanovich]

Зима... Уличный сезон для многих закрыт. А руки чешутся!
Прелагаю открыть тему (для наработки материала) про самобалансирующиеся самокаты.
Компановка у них может быть любая, от Сегвея до одноколёсных монстров.

Можно попробовать на таких вот роботах отладить
Balancing Robot MEAM 510
там вроде бы акселерометр ADXL345 стоит. но используется один вектор

[ReSharVladimir]

Вот в "электросамокатах" здесь тоже уже такое обсуждали.

[mevial]

Если бы "Сегвей" можно было ЛЕГКО сделать в гараже, он не стоил бы под 200 тыщ. руб. и на самоделках уже катали. Сегвей то давно уж придумали, а популярным почему то не стал
Одноколесные монстры тоже в серию даже мелкую почему то не выходят а остаются в виде концептов, одна из причин - неудобные, непрактичные.

Мы ведь свои элевелы не только для развлечения пользуем. На работу катаем, по делам и т.д. (я например много куда на нем езжу) А куда вы на одноколесном монстре ломанетесь???

Ну и не последний момент - точность изготовления. если СМД-электронику уже давно можно паять дома на коленке, то какую нибудь высокоточную втулку или шестерню дома не сробишь. (Про левшей не говорю) А без точных деталей самобалансирующиеся аппараты ИМХО не катят...
Но последнее требование возможно и не критично

Полгода назад скромный форумчанин AntonPo собрал вот такую игрушку:
Homemade low-cost self stabilizing robot
Сейчас совместно с нашими лигерадчиками воплощают в жизнь более крупный экземпляр.