Basic(-Billig/-Baby) Mono Wheel

[mausi_mick]

hi,

hab die Gewichtsverteilung leicht geändert, an der ersten Übersetzungswelle ein etwas anderes Übersetzungsverhältnis gewählt mit Schnurrollen, die in Kugellagern laufen (vom Basic-MW "geklaut") und die Gewichte auf der Alu-Schiene entfernt.

Läuft wohl etwas stabiler, auch scheint mit dem neuen Führungsrad die Rechts(kurven-)neigung verringert.

Dazu noch drei Testläufe auf Youtube:

http://www.youtube.com/watch?v=rHymBZhqSKw

http://www.youtube.com/watch?v=ffuk4GMMeD4

http://www.youtube.com/watch?v=H6aOVJ0d-Z8


Gruss mausi_mick

[mausi_mick]

hi,

um mehr Platz unter dem Alu-Profil für z.B. Kreiselexperimente zu erhalten,
hab ich den Akku nach vorne unter den Motor versetzt. Dadurch hab ich jetzt ca 15 cm x 10 cm "Ladefläche" . Der Schwerpunkt kommt dadurch noch tiefer. Auf ebenem Boden kippt das MW nicht mehr (auch bedingt durch eine etwas höhere Geschwindigkeit) und hat eine Kippreserve von mehr als +-5° (d.h. aus diesem Neigungsbereich stabilisiert sich das MW ohne "Zutun").
Das Anpressen des 3. Rades durch die beiden Federn hab ich wieder eliminiert, da es wohl mit zu viel Reibung verbunden war. Jetzt wird das Rad nur noch in dem ALU-Profil geführt.

Hier noch ein paar Fotos vom jetzigen Bauzustand:






Gruss mausi_mick

[mausi_mick]

hi MW-ler,

hab soeben nochmal ein paar Fahrtests auf dem Parkplatz gemacht.

Durch das geringere Gewicht (Innenfahrzeug wiegt nur noch ca 600g) , die bessere Lagerung der Räder/Schnurrollen und den tieferen Schwerpunkt ist das MW deutlich schneller und stabiler. Auch durch Hand ausgelöste kurze Kippbewegungen (um das MW nicht gegen den Bordstein sausen zu lassen) von mehr als 15° bügelte es souverän weg ...

Das sind dann vermutlich die letzten Videos vom BIG-MW ohne Regelungs-/Steuerungskomponenten.


http://www.youtube.com/watch?v=7xPTiW-MzyM

http://www.youtube.com/watch?v=cMCQIs3CvJ0

http://www.youtube.com/watch?v=i0tOomY9KCs

http://www.youtube.com/watch?v=i0tOomY9KCs

http://www.youtube.com/watch?v=Dh_pdzMussU

http://www.youtube.com/watch?v=SlKrIcOl1W0




Gruss

mausi_mick

[oberallgeier]

Grüß Dich,

was für ein ein schöner Erfolg.

... hab soeben nochmal ein paar Fahrtests auf dem Parkplatz gemacht ...

Beim, vor oder nach dem Brötchen holen?

... kurze Kippbewegungen von mehr als 15° bügelte es souverän weg ...

Rein gefühlsmässig läuft es etwa so, wie ich die Laufstabilität entspeichter oder eingespeichter Felgen in Erinnerung habe. Diese Erfahrung liegt bei mir allerdings schon einige Jahre zurück.

... Durch ... und den tieferen Schwerpunkt ist das MW deutlich schneller und stabiler ...

Genau diese verbesserte Stabilität bei tieferem Schwerpunkt macht mir jetzt im Kopf Probleme. Das Kinderspielzeug "alte Fahrradfelge" hat üblicherweise den Schwerpunkt genau im Rotationsmittelpunkt . . . . und es stabilisiert sich trotzdem. Darüber grübel ich gerade, da sehe ich im Moment auch nicht annähernd einen Grund für eine Eigenstabilität. Übrigens gilt das nicht nur für das Kinderspielzeug, sondern auch für vollbereifte Autoreifen, die sich bei Unfällen, z.B. im Rennsport, selbstständig machen. *grübelgrübelgrübel*

[mausi_mick]

hi oberallgeier,

Semmeln heissen die doch hier, und die mag ich im Vergleich zu ersteren
nicht so sehr, aber dafür ist das Brot hier recht gut ...

Hab das aber noch vor mir (knurr...)

mit der Stabilität ist das bei den Rädern so eine Sache, vor allem , wenn
man nur eine virtuelle Achse hat (so'ne Art "Seelenachse"). Das stabilisiert sich, solange man genug Drehzahl / Dreimpuls(Drall) hat. Bei kleiner Drehgeschwindigkeit ist aber wohl ein tiefer Schwerpunkt besser, da dann der effektive Hebelarm (bei gleicher Neigung) kürzer ist und das Kippmoment kleiner ist.

[oberallgeier]

Schon recht - Semmeln - und Semmelnknödeln, ich weiß. Semmellnknödelln - rein akustisch bei Valentin auch mit zweimal Doppel-L *ggg*.

Ich vermute, dass ein gewisses Stabilitätskriterium die Gesamtmasse des MW ist. Größere Masse ist erstmal instabiler. Die Gesamtmasse muss ja beim Auftreten von Rollschwingungen gedämpft werden (Gieren = links-rechts-hinundher in horizontaler Richtung, Nicken ist auf-ab wie beim Kopfnicken, Rollen ist dieses Kippen um die Achse "in Blickrichtung" - wie beim Seitlichneigen mit dem Kopf) . Je mehr Gesamtmasse umso mehr Energie bei Rollschwingungen, umso mehr Dämpfungsarbeit ist erforderlich. Jetzt kommt ein weiteres Stabilitätskriterium dazu: die Dämpfung der Rollschwingung - also dieses Pendeln in der Kurve. Diese Dämpfung wird wohl sehr gering vom Rollwiderstand beeinflusst, eher von der Seitenwind-Fläche, vermutlich ein bißchen auch von Präzessionseffekten. Herrjeeee - wie das alles zusammenhängt ? ! ? ! ? !

Hmmmmm - grausam, grausam. Einerseits bin ich vom MonoWheel fasziniert, andererseits will ich von meinem MiniD0 und den aktuellen Regelungsfragen nicht weg, bevor die gelöst sind und solange das MiniD0 nicht in der Dose läuft. Und zum MiniD0 komm ich kaum, dauernd kommen mir Motorradtouren dazwischen, wie z.B. ne 2-Tage-elf-Pässe Tour oder mehrere Tage mit hunderten von Kilometern durch die deutsche Tiefebene und so.

[mausi_mick]

hi oberallgeier,

bin echt begeistert von Deiner MiniDo, auch mit wieviel Aufwand Du die Regelung und die Messdatenerfassung machst. Mit dem Motorad hab ich zum Glück nichts am Hut, und auch mit dem Radl gehts erst mühsam wieder aufwärts - hab mich aber immerhin vom Früjahr von 1 km bis jetzt auf mehr als 20km gesteigert. Vorher war ich da doch etwas aktiver , hab's da sogar einmal auf dem anfangs ? etwas chaotisch ausgeschilderten Amperradweg bis in eure Höhen (Ettal) geschafft.

Ich glaub zwar auch, dass das mit der Masse und dem Massenverhältnis Innenfahrzeug - Aussenrad wichtig ist, wobei ich das mit "Grössere Masse ist erstmal instabiler" nicht so sehe: Masse ist träge, und man muss erstmal Energie aufbrigen , um sie in Bewegung zu setzen( beschleunigen). Aber bei grösserer Masse ist das deshalb auch aufwändiger: Man braucht stärkere
Motoren, Servos , stärkere H-Brücken, Akkus etc, um was zu bewirken.

Gruss mausi_mick

[cmock]

ich find das echt faszinierend, mit wie wenig bauteilen und wie wenig antriebsleistung das ding eigenstabil fährt.

wobei sich das ja eigentlich mit der erfahrung am motorrad deckt -- je weniger der fahrer unruhe reinbringt, desto stabiler fährt das eisen

womit ja schon fast der bogen zu oberallgeiers fragen über die physik des ganzen geschafft wäre; ich bin da nämlich vor einiger zeit mal über ein paper zum thema "wieso fährt ein fahrrad eigentlich?" gestolpert, dessen fazit zwar, wenn ich mich recht erinnere, "nix genaues weiß man nicht" war, in dem es aber u.a. auch darum ging, durch ein gegenläufiges zweites vorderrad die kreiseleffekte zu neutralisieren und zu erforschen; vielleicht hilft's ja:

http://www.phys.lsu.edu/faculty/gonz...9no9p51_56.pdf

ciao,

cm.

[mausi_mick]

hi cmock,

sehr interesssanter Artikel, werd ihn mir mal - in ruhigeren Zeiten - zu
Gemüte führen. Werde aber - vermutlich noch heute - auch mit gegenläufigem Rad / Kreisel experimentieren. Werd dazu den Kreisel von der Drehrichtung her umschaltbar machen. Je nach Drehzahl könnte das wohl recht instabil werden.
Hier ein Foto von der Anbringung des "grossen" Schwenkkreisels unter dem Alu-Profil.

Die geringe benötigte Antriebsleistung beruht aber wesentlich in der geringen zu beschleunigenden Masse (ohne Kreisel unter 2 kg) und den guten Laufeigenschaften des Innenrades und des Aussenrades, wobei letztere noch durch höheren Reifendruck verbessert werden könnte.

Beim Innenfahrzeug hab ich die Fahrbahn etwas aufgeraut (Aufkleben von altem Fahradschlauch), um ein Durchrutschen des Antriebsrades (Schlupf)
zu verhindern.


Gruss

mausi_mick

[oberallgeier]

Hi cmock,

während der Konzipierungs- und Aufbauphase des MonoWheels von Murdoc_mm hatte ich mich in Stabilisierungsfragen eingemischt. Dabei hatte ich mit einem Wissenschaftler diskutiert, der sich sehr intensiv mit Rotordynamik beschäftigte und als hochrangiger Spezialist für einspurige Fahrzeuge gilt. Zweiradfahrzeuge hatten wir dabei schnell ausgeklammert. Deren Stabilität kommt wesentlich vom Nachlauf - und in gewisser Weise vom Lenkkopfwinkel. Beides hat das MonoWheel nicht so wie die Zweiräder. Der von Dir zitierte schöne Artikel beschäftigt sich aber wohl vorwiegend mit Effekten zu diesen Punkten ! ?

Meister mausi_mick, von mir eine absolut pingelige Anmerkung: Dein Schwenkkreisel ist ja hübsch "nachlaufend" mit einem kleinen, achterlichen Versatz im Rad angeordnet ("Vorwärts" heißt ja aufs obige Bild bezogen: "Links"?!). Gut! Dein Entwurfsziel wird sicher sein, dass der Kreisel bei der Entwurfsgeschwindigkeit = bei vor+hochlaufender Motorgondel - genau auf der Linie Radmittelpunkt <-> Bodenberührungspunkt liegt. Da er im Stillstand offensichtlich nachläuft wird er im Betrieb dieses Ziel einigermaßen erreichen. Klar dürfte sein: NUR dann wird ein Kreiselschwenk sich überwiegend auf die Rollbewegung des MW auswirken und erstmal keine oder nur vernachlässigbare Giermomente erzeugen (Giermomente führen zu diesem S-Kurven-Kurs des MW). WENN der Schwenkkreisel im Betrieb mehr oder weniger vor oder hinter dieser genannten lotrechten Linie liegt, wird jeder Schwenk auch ein Giermoment hervorrufen so, als hättest Du das Rad auf halber Höhe hinten oder vorne "angestupst". Wieweit die Abweichungen tolerierbar sind, trau ich mich jetzt nicht abzuschätzen.