機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 基礎(chǔ)，差距與超越 [打印本頁(yè)]
作者: civiling 時(shí)間: 2013-12-12 22:14
標(biāo)題: 基礎(chǔ)，差距與超越
本帖最后由 civiling 于 2013-12-12 22:32 編輯
近期社區(qū)提到多次差距，回復(fù)的社友也通常以“基礎(chǔ)”說(shuō)事。不是搞重工業(yè)的，說(shuō)不了鋼鐵這些大項(xiàng)目的基礎(chǔ)與差距，就以全向輪說(shuō)說(shuō)基礎(chǔ)，差距與超越吧。
全向輪或者麥克納姆輪，就是擱現(xiàn)在，沒(méi)有玩過(guò)的人也會(huì)認(rèn)為那玩意很神秘，很“高大上”吧。就是到收錄學(xué)生論文的網(wǎng)站上去搜，關(guān)于這種輪子的研究論文歷年來(lái)就不少。有些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)被交叉抄襲；有些不太靠譜的結(jié)構(gòu)，用上這輪子搞一下研究，就可以寫(xiě)一篇優(yōu)秀論文了。其實(shí)04年的時(shí)候，我就有校友用鋁片，鉚釘桿和電氣墊柱手工山寨出來(lái)過(guò)一款麥克納姆輪。當(dāng)時(shí)我也把玩過(guò)，那時(shí)候大家的意見(jiàn)是統(tǒng)一的——“不靠譜”。
06年的時(shí)候，我在學(xué)校帶比賽。有個(gè)學(xué)習(xí)成績(jī)很好的學(xué)生從米國(guó)的一個(gè)網(wǎng)站上找到全向輪，想把這種輪子用到他當(dāng)年的競(jìng)賽機(jī)器人上。由于之前沒(méi)有玩過(guò)，心里確實(shí)不踏實(shí)，那玩意那么貴，萬(wàn)一不靠譜我們沒(méi)法玩；由于之前沒(méi)有玩過(guò)，心里確實(shí)很癢癢，那玩意即然米國(guó)人都研究那么多年來(lái)，總有他們研究的道理吧。糾結(jié)之后還是決定買(mǎi)，就熬到凌晨2點(diǎn)多，從俄亥俄州的一個(gè)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)這個(gè)的公司訂貨。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的漫長(zhǎng)等待，四對(duì)4寸塑料輪轂全向輪終于到貨。
由于控制能力限制，最初輪子被安裝在人工操控的小車(chē)上。試驗(yàn)之后，很快發(fā)現(xiàn)諸多問(wèn)題。比如跑不了直線(xiàn)，比如車(chē)體發(fā)飄，比如振動(dòng)過(guò)大，比如控制參數(shù)不穩(wěn)定等等……沒(méi)兩個(gè)月，我們最終拍掉了這個(gè)方案。
09年的時(shí)候，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的方案用了這種輪子，完敗！方案玩得那么糟糕，以至于對(duì)戰(zhàn)前夜，太原工學(xué)院把他們當(dāng)作自己成功出名的“一碟菜，就看怎么吃了”。于此同時(shí)，當(dāng)屆的電子科大也部分采用了全向輪，效果卻非常搶眼。我仔細(xì)觀(guān)察了兩家985的輪子，結(jié)合回去百度到的圖片，山寨了3對(duì)，給實(shí)驗(yàn)室做小車(chē)玩了。
又后來(lái)，新一屆的主題下來(lái)，有一個(gè)機(jī)構(gòu)水平左右偏動(dòng)作。對(duì)于這個(gè)動(dòng)作，如果我們直觀(guān)去想，那必然是導(dǎo)軌左右排布，電機(jī)驅(qū)動(dòng)或者氣缸推動(dòng)就是了。隨著討論的深入，我們的指導(dǎo)老師發(fā)現(xiàn)和對(duì)方對(duì)抗的可能性很大。用導(dǎo)軌電機(jī)氣缸等，都需要在高位添加重量，重心高了和別人對(duì)撞或者對(duì)擠，是要摔跤了。最后方案聚焦到底盤(pán)的移動(dòng)，而這，恰恰是全向輪的用武之地。
我們于是翻出06年買(mǎi)回來(lái)的輪子，這幾千美金買(mǎi)回來(lái)的輪子，除了前兩年有碩士論文那這個(gè)做研究取得優(yōu)秀論文外，就躺廢料堆里睡覺(jué)了。于是拿出來(lái)“發(fā)揮余熱”，但以前那些問(wèn)題，依然存在。于是大伙又把我之前做的照葫蘆畫(huà)瓢，象征性地改進(jìn)改進(jìn)，也用上了。
那玩意畢竟比人家的重3倍，車(chē)體發(fā)飄的問(wèn)題沒(méi)有了，偶爾也能跑直線(xiàn)了，但振動(dòng)更厲害！當(dāng)時(shí)就有人提出，“咱們剛起步，基礎(chǔ)薄，還是先引進(jìn)吧……”
于是精挑細(xì)選，花了更多錢(qián)，又從俄亥俄那個(gè)公司的臺(tái)灣代理那里買(mǎi)了4對(duì)輪子回來(lái)。等待月余，收到貌似更高端大氣上檔次的貨物。剛開(kāi)始用著，很爽。但很快問(wèn)題就逐漸暴露出來(lái)，比如打滑越來(lái)越嚴(yán)重，比如莫名其妙的失控。
這些問(wèn)題只能減速控制來(lái)將就使用。向來(lái)倡導(dǎo)“要講究，不要將就”的指導(dǎo)老師，鼓勵(lì)我們，既然我們的目標(biāo)是亞太冠軍，那我們用的輪子也應(yīng)該是亞洲太平洋地區(qū)最一流的。于是我們要為徹底解決這些外購(gòu)輪子的弊病做研究，更重要的，可以減少開(kāi)支，保證后勤供應(yīng)穩(wěn)定。
當(dāng)時(shí)的輪系布置，我們都是從網(wǎng)上查論文看到的，論文五花八門(mén)，真相只有一個(gè)。4輪90度布置的直接被我們拍掉。理由是一，過(guò)定位；二，過(guò)重；三，占空間。論文里說(shuō)得比較多的，是3輪60度布置和3輪120度布置。我們簡(jiǎn)單做了試驗(yàn)，120度布置簡(jiǎn)直就扯淡，根本無(wú)法控制自己去旋轉(zhuǎn)或者不旋轉(zhuǎn)。那么多年那么多論文都鼓吹的結(jié)構(gòu)啊……
實(shí)際制作中，試過(guò)“I_I”形布置的輪系，這種輪系直沖爆發(fā)力不錯(cuò)，就是水平偏移不給力，最后舍棄。結(jié)合之前見(jiàn)過(guò)國(guó)內(nèi)其他學(xué)校的“I—I”形雙車(chē)布置，我們也算走出論文教條的首先吃螃蟹的人們了。
用上全向輪之后，原先的陀螺儀+從動(dòng)輪碼盤(pán)方案就不再適用，因?yàn)檐?chē)體可能朝任意方向隨意走動(dòng)。聽(tīng)一個(gè)電氣大牛的建議，我設(shè)計(jì)了一個(gè)極坐標(biāo)跟蹤從動(dòng)輪碼盤(pán)，他說(shuō)這是最有前途的方案。當(dāng)時(shí)甚至用上了滑環(huán)技術(shù)，自制了小滑環(huán)。但這項(xiàng)技術(shù)最終也被拍掉，機(jī)械方面那根軸容易被別斷；電控方面由于行走過(guò)程中變數(shù)太多，采樣頻率不好確定，過(guò)高把微擾當(dāng)主流，過(guò)低往往沖出去。如果有時(shí)間，也許這個(gè)“最有前途”的方案，可以在碩士論文里做一個(gè)課題研究。但時(shí)間緊迫，后來(lái)還是用了兩組小全向輪做從動(dòng)輪，組建XY坐標(biāo)，配合陀螺儀導(dǎo)航。
圓周小輪子繞著小軸轉(zhuǎn)小軸固定好呢，還是小輪子和小軸固定，小軸去轉(zhuǎn)。分析起來(lái)，兩個(gè)各有利弊，后來(lái)發(fā)現(xiàn)輪--軸空套容易進(jìn)灰塵，容易偏，容易卡，轉(zhuǎn)向使用軸--座空套方案。軸--座空套方案，很快也發(fā)現(xiàn)間隙漸漸增大的問(wèn)題。因?yàn)檩喿邮蔷€(xiàn)切割制作的，加工面為電蝕面，受不了長(zhǎng)久的沖擊擠壓。后來(lái)改為數(shù)控機(jī)加鋁，再后來(lái)改為亞克力激光切，最后改為機(jī)加碳纖板。
小輪子用什么材料做？丁腈橡膠？天然橡膠？硅膠？聚氨酯？硬度多少？那時(shí)候?qū)W校給力，我們每個(gè)各做幾百個(gè)回來(lái)試，了解各種輪子的特性，甚至最佳參數(shù)使用壽命。這期間也有外校過(guò)來(lái)參觀(guān)交流，偷拍幾張嘛，就能知道怎么設(shè)計(jì)。但用什么硬度什么材料的，就不知道了。
那時(shí)候講究追求完美，走極端，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期測(cè)試，試驗(yàn)場(chǎng)地上留下長(zhǎng)長(zhǎng)的橡膠摩擦痕跡；也因?yàn)檫@種測(cè)試，我們已經(jīng)不滿(mǎn)足于正常使用。有人總結(jié)出來(lái)，新輪子用酒精擦拭后晾干，綜合參數(shù)是最NB的。所以后來(lái)上場(chǎng)前就會(huì)一堆人拿著酒精瓶子忙活，最后附上保鮮膜，賽前拆下。
那年下來(lái)，真正玩轉(zhuǎn)的幾個(gè)人都知道全向輪什么回事了，原來(lái)的神秘感蕩然無(wú)存。俄亥俄那家公司的輪子顯然早就不能滿(mǎn)足我們的需求。
好玩的是，后來(lái)我把淘汰下來(lái)的輪子放到淘寶上，居然有人上來(lái)就打價(jià)格戰(zhàn)。還有一個(gè)估計(jì)從我們那邊山寨過(guò)去形狀的哥們，居然拿著自制的各種輪子到現(xiàn)場(chǎng)去賣(mài)。看著他們那線(xiàn)切割加工并表面陽(yáng)極化得很好看的本體，確實(shí)很美觀(guān)；看著那鍵槽，都不用計(jì)算，我們都知道那玩意勉強(qiáng)能玩，但要玩到極端的狀況，呵呵……
遺憾的是前些日子有學(xué)弟再次以探索神秘的語(yǔ)氣和心態(tài)問(wèn)，怎么玩全向輪？其實(shí)，實(shí)驗(yàn)室電腦里很多玩過(guò)的畢業(yè)論文里都有……
所謂基礎(chǔ)，就是曾經(jīng)有人想到了，并且玩過(guò)，并且留下了文檔；所謂差距，就是別人玩了，自己沒(méi)玩過(guò)或者沒(méi)有往最極端完美的方向努力，對(duì)那玩意“不明覺(jué)厲”；所謂超越，就是用到了市面上貌似很牛的A貨都不夠用，得自己開(kāi)發(fā)且自己能夠有所心得吧。
作者: pengzhiping 時(shí)間: 2013-12-12 22:19
應(yīng)該配圖
作者: 迷茫的維修 時(shí)間: 2013-12-12 22:23
有圖有真相
作者: dhf654 時(shí)間: 2013-12-12 22:29
拜讀一下，希望像樓主一樣的明白人越來(lái)越多
作者: 老鄭bj 時(shí)間: 2013-12-12 22:52
這玩意概念是喲意思的，可惜實(shí)際用途都不大。
讓這東西上公路，估計(jì)就等著收尸了，路上的垃圾石塊恐怕都能要了命。
搞到自動(dòng)化車(chē)間，我還真想不出有什么方案必須用這東西，工廠(chǎng)的東西都講究皮實(shí)耐用，維護(hù)簡(jiǎn)單。
玩玩研究罷了。
作者: 向往202 時(shí)間: 2013-12-12 23:54
“所謂差距，就是別人玩了，自己沒(méi)玩過(guò)或者沒(méi)有往最極端完美的方向努力，對(duì)那玩意“不明覺(jué)厲”；所謂超越，就是用到了市面上貌似很牛的A貨都不夠用，得自己開(kāi)發(fā)且自己能夠有所心得吧。”
樓主一定是有過(guò)豐富比賽經(jīng)驗(yàn)的人啊！不然是發(fā)不出如此感慨的！
作者: xlf63 時(shí)間: 2013-12-13 07:55
本帖最后由 xlf63 于 2013-12-13 09:10 編輯
似乎航母上的叉車(chē)也用這種類(lèi)似機(jī)構(gòu)的輪子吧。
前陣子在網(wǎng)上看過(guò)視熒，國(guó)產(chǎn)也玩成了。叫全向移動(dòng)平臺(tái)吧。
但具體質(zhì)量性能情況不知乍樣。
作者: 大山木木 時(shí)間: 2013-12-13 09:19
絕對(duì)長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，都沒(méi)見(jiàn)過(guò)
作者: 希傲 時(shí)間: 2013-12-13 09:20
感覺(jué)可以提高機(jī)動(dòng)性，還可以適用狹窄空間。
作者: 13467232860 時(shí)間: 2013-12-13 09:21
雖然不是搞這個(gè)的，但聽(tīng)樓主講的，可以看出樓主玩的很嗨嘛
作者: USACHINA 時(shí)間: 2013-12-13 11:17
只有這樣玩我們才有希望！這就是基礎(chǔ)！技術(shù)儲(chǔ)備！
作者: 獅子67 時(shí)間: 2013-12-13 11:40
拜讀了
作者: xtw77wh 時(shí)間: 2013-12-13 14:43
繼續(xù)期待更多 有趣的好東西。。
作者: 江蘇阿虎wyh 時(shí)間: 2013-12-13 20:22
了解了一個(gè)新知識(shí)，謝謝分享！以前都不知道什么是全向輪。
作者: qdtruck 時(shí)間: 2013-12-14 16:12
新東西！
作者: menber2623 時(shí)間: 2013-12-15 15:37
長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)了
作者: 成形極限 時(shí)間: 2013-12-15 19:30
是不是左右輪的小輪方向是相反的，也就是左右對(duì)稱(chēng)的？
作者: karlmayerdesign 時(shí)間: 2013-12-16 11:10
好多東阿 樓主大才
作者: 那些、流年 時(shí)間: 2013-12-16 15:54
全向輪？能實(shí)現(xiàn)多個(gè)方位行走？
作者: 莫比烏茲 時(shí)間: 2013-12-16 15:58
長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)
作者: 歐陽(yáng)絕痕 時(shí)間: 2013-12-16 23:10
長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)了
作者: duanyz 時(shí)間: 2013-12-17 11:14
樓主，請(qǐng)教你，你們?yōu)楸荣愋枰芯砍鰜?lái)的東西，比賽完了就鎖在箱底了嗎？這些有技術(shù)含量的東西會(huì)繼續(xù)深度開(kāi)發(fā)嗎？怎么才能將它應(yīng)用到生產(chǎn)上呢？
作者: 影wfgfs 時(shí)間: 2013-12-18 00:42
長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)
作者: 十二月Dec. 時(shí)間: 2013-12-18 15:25
好似“玉兔”行走就是它
作者: 我系@犯賤 時(shí)間: 2013-12-19 00:12
特定的場(chǎng)合用上
作者: 蛋炒飯不要蛋 時(shí)間: 2013-12-19 11:20
學(xué)習(xí)了
作者: andyany 時(shí)間: 2013-12-19 13:44
注重實(shí)際，不迷信——學(xué)校能這么玩，算是很難得了。
作者: 餓了就吃飯 時(shí)間: 2013-12-19 17:20
樓主是什么大學(xué)的？做什么的啊？
作者: 暢游 時(shí)間: 2013-12-19 17:43
受益受益
作者: bianbingxiang 時(shí)間: 2013-12-19 21:03
實(shí)際應(yīng)用中問(wèn)題很大嗎，在重載領(lǐng)域應(yīng)用如何
作者: 餓了就吃飯 時(shí)間: 2013-12-23 16:07
餓了就吃飯 發(fā)表于 2013-12-19 17:20 
樓主是什么大學(xué)的？做什么的啊？
猜不出來(lái)。。。
作者: 問(wèn)天問(wèn)地問(wèn)自己 時(shí)間: 2015-12-29 17:03
餓了就吃飯 發(fā)表于 2013-12-23 16:07
猜不出來(lái)。。。
WATER隊(duì)？？？？？
作者: 大胡子M 時(shí)間: 2015-12-31 13:31
真正能做到像樓主這樣研究到細(xì)致的人又能有多少？環(huán)境檔住了百分之九十的人
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