Od trajektorie k momentu
Máš rameno a chceš, aby se za dvě vteřiny přeneslo tři kila odsud tam. Kinematika ti řekne, kudy: jaké úhly musí klouby postupně mít. Trajektorie ti řekne kdy: jak ty úhly poběží v čase. Zbývá otázka, na kterou ani jedna neodpoví — kolik to stojí. Jak velký moment musí každý kloub v každém okamžiku dodat, aby se rameno hýbalo přesně tak, jak sis naplánoval.
To je celá tahle labka. Na vstupu je popis ramene a pohyb q(t), na výstupu moment
τ(t) v každém kloubu. Té otázce se říká inverzní dynamika a je to
poslední číslo, které chybí, než se dá vybrat motor.
Kde to sedí v řetězu
Akademie má jednu dlouhou nit a tohle je její prostředek:
| Labka | Odpovídá na |
|---|---|
| KineLab | kde je nástroj, když mají klouby tyhle úhly |
| TrajLab | jak ty úhly nechat běžet v čase, aby to bylo rychlé a hladké |
| DynaLab | jaký moment ten pohyb stojí |
| DriveLab | jaký motor a převodovka to zvládnou, aniž se uvaří |
Proč nestačí statika
Nejběžnější chyba při dimenzování je spočítat, co rameno udrží, a myslet si, že to stačí. Držení je jenom jeden ze čtyř členů — a u rychlého ramene bývá ten nejmenší. Zkus si to: zkracuj dobu pohybu a dívej se, co dělá červená čára.
největší podíly: 38 % setrvačný, 13 % rychlostní, 63 % gravitační
Ta samá rovnice čtená obráceně
Když se rovnice obrátí, odpoví na druhou otázku: mám tyhle momenty, jak se rameno bude hýbat? Tomu se říká dopředná dynamika a je to totéž po jednom maticovém řešení navíc. Je to to, co dělá simulátor, a je to jediný způsob, jak si model ověřit dřív, než se postaví železo. Věnuje se tomu jedenáctá kapitola.
Dvě otázky, jedna rovnice.
- Inverzní dynamika: znám pohyb, chci moment. Rychlá, přímočará, běží v regulátoru tisíckrát za vteřinu.
- Dopředná dynamika: znám moment, chci pohyb. Potřebuje vyřešit soustavu rovnic a integrovat v čase. Tohle dělá simulace.
Dynamika neřekne, jestli je návrh dobrý. Řekne, co ten návrh stojí. To, jestli je to moc, rozhodne až DriveLab — a rozhodne to dvakrát: jednou podle špičky momentu a jednou podle jeho efektivní hodnoty, protože to jsou dvě různá omezení a málokdy padnou na tentýž motor.