FTC Intake Laboratuvarı

Üst rulo + zemin • Sıkıştırma, kavrama ve tork hesabı • Çevrimdışı eğitim simülasyonu

→ Rulo yüzey hızı→ Normal kuvvet→ Çekiş yönü

Maksimum sıkıştırma
Tahmini normal kuvvet
Gereken rulo torku

Bu ayarda ne oluyor?

Animasyon, aşağıdaki basitleştirilmiş modele göre bir giriş senaryosu gösterir. Gerçek deformasyon, sekme, topun sıkışıp kalması ve motorun durması çözülmez. “Yeterli” sonucu, fiziksel prototip testi yerine geçmez.
Nasıl hesaplanıyor?

Geometri: Rulo yarıçapı R, top yarıçapı r, rulo altı–zemin boşluğu h olsun. Maksimum geometrik sıkıştırma δ = max(0, 2r − h). Rulo merkezinin yüksekliği R+h'dir. Topun şekil değiştirmemiş merkezi y=r kabul edilirse temas başlangıcı xc = √[(R+r)² − (R+h−r)²] olur. Bu model h≥r bölgesiyle sınırlıdır.

Deformasyon: N = keqδ. Buradaki keq, top ile yumuşak rulonun birlikte ölçülen eşdeğer sertliğidir. Lineer yay yaklaşımı kullanılır; gerçek top doğrusal olmayan ve hıza bağlı davranabilir. δ top ve rulonun toplam deformasyonudur.

Hız: u = π Drulo RPM / 60. Rulo ve zeminle ideal iki temaslı yuvarlanma varsayımında, robot referansında topun boğaz hızı vtop ≈ (u+Vrobot)/2. Çünkü robot ilerlerken zemin bu referansta +Vrobot ile geriye akar. Çizimde robot önü solda, içeri yönü sağdadır. Yaklaşma hızı sıfırsa gösterim topu ilk temas noktasına yerleştirerek başlar.

Girişte kavrama: α = atan2(xc, R+h−r). Normal kuvvetin dışarı iten bileşenine karşı ideal üst temas çekişi için yaklaşık μ ≥ tanα gerekir. Bu, taban sürtünmesi ve atalet katkısı ihmal edilmiş muhafazakâr bir giriş geometrisi kontrolüdür; kesin sıkışma sınırı değildir.

İvmelendirme: a ≈ max[0, (vtop² − Vrobot²)/(2xc) ve Fgerekli ≈ ma + Fkayıp. Çekiş kapasitesi yaklaşık min(μN, τmevcut/R), gerekli tork τgerekli ≈ FgerekliR. Bu boğaz bölgesi taraması top spin ataleti ve tüm giriş kuvvetlerini birlikte çözmez.

Motor: “Mevcut tork” seçilen RPM'de rulo miline ulaşabilen torktur; stall torku değildir. Redüksiyon i=nmotor/nrulo ise τrulo≈ηaktarımiτmotor. Motor tork-hız eğrisi otomatik modellenmez.

Takım deneyi ve CAD için kullanım
  1. Gerçek top çapını farklı yönlerde ve birden çok topta ölçün.
  2. Topu bilinen miktarlarda sıkıştırıp kuvveti ölçün; keq≈ΔF/Δδ ile başlangıç değeri belirleyin.
  3. Açıklık ve RPM'i ayrı ayrı değiştirerek alınan/kaçan/sıkışan top sayısını, akımı ve çıkış hızını kaydedin.
  4. CAD'de rulo eksen yüksekliğini R+h olarak tanımlayın; bu ölçü zemine göre ve yüklü teker yüksekliğiyle tutarlı olmalıdır.
  5. Ölçülen akım ve performansla mevcut tork ve kayıp kuvveti tahminlerini güncelleyin. Sertlik ve sürtünme ölçülmeden sonuçları kesin boyutlandırma verisi saymayın.