Monocycle télécommandé

[Anto]

+1 avec Techymind, la BuWizz est très légère donc ça risque de modifier le comportement de ton MOC. Mais tu pourrais avoir beaucoup plus de puissance.

Du coup content pour toi que ça marche (presque) !

Et en conclusion : c'est plus simple avec 4 roues.

[tango zoulou]

La hauteur du centre de gravité a essentiellement de l'influence sur le comportement en tangage. Un centre de gravité trop haut limite les accélérations longitudinales mais ne perturbe pas trop l'équilibre lacet/roulis. Donc c'est à priori pas trop trop gênant (j'espère).

Du coup je pense que la solution idéale serai un servomoteur piloté par la Buwizz, Avec il y aura tout ce qu’il manque au monocycle : contrôle de la vitesse, rapidité, contrôle instantané de la direction.
Mais bon il y a un petit investissement financier derrière, et aussi des risques.

Et en conclusion : c'est plus simple avec 4 roues.

Mais c'est over plus fun avec seulement une seule roue !!! T'as pas envie d'être le premier à réussir un monocycle télécommandé ?!

[Anto]

C'était ironique ! C'est super intéressant ce que tu fais !

Pour la BuWizz, essaye de leur envoyer un message, ils en donnent quelques-unes à des personnes pour faire des vidéos avec. Ça te coûte rien d'essayer même s'ils acceptent pas.

[Caligotech]

un moteur rc buggy ! je sens qu'il va aller vite !!!

[Anto]

Si ça peut te donner des idées...

[tango zoulou]

Merci pour le lien (=

C'est une solution que j'avais envisagé pour le monocycle. Le principale problème était l’encombrement et la puissance à fournir de ce système. Mais maintenant que j'y réfléchis, ça vaut peut être le coup d'essayer. Suffirai d'une impulsion pour faire basculer le monocycle d'un coté ou l'autre, le rayon de courbure serai lui géré par un contrôle de la vitesse. Reste le problème de la commande, tant que j'ai pas la Buwizz c'est chaud de faire ça bien.

(Sariel n'ose toujours pas faire un vrai monocycle )

[wissamms]

(Sariel n'ose toujours pas faire un vrai monocycle )

Bien d'accord, le tien possède une vraie roue, son monocycle est un cylindre

[tango zoulou]

D’ailleurs j'y pense, Sariel a mis un multiplicateur sur la roue d'inertie, ça ne sert à rien non ? Parce que en théorie le couple de réaction c'est uniquement le couple net du moteur, peut importe l'inertie et la multiplication qu'il y a derrière.... Ou alors il joue sur des effets du second ordre avec le rendement du moteur, mais je suis pas sûr qu'il y gagne avec les frottements du 8t qui bouffe du couple.

C'est parti pour le débat !

EDIT : en fait vu que le moteur à une vitesse limitée il faut effectivement mettre plus d'inertie et un multiplicateur pour faire durer le couple de réaction plus longtemps. Je me demande quand même si ça aurai pas été plus intéressant de mettre la roue en direct sur le moteur pour additionner les inerties de la roue et du moteur et limiter les pertes.

[BUZ]

l'inertie vient du de la roue. pas du moteur.

donc plus elle tourne vite, mieux c'est.
Et pour être encore plus rigoureux, plus l'accélération est importante, mieux cela tourne autour de l'axe du volant d'inertie.

[tango zoulou]

C'est marrant je ne suis pas d'accord avec aucune de tes phrases

l'inertie vient du de la roue. pas du moteur.

L'inertie du rotor du moteur a de l'effet de la même façon que la roue, la différence vient du produit vitesse*inertie qui est sûrement plus faible pour le rotor moteur. Pour avoir démonté un moteur M, je sais que la réduction interne se fait par deux trains épicycloïdales qui n'inversent pas le sens de rotation, donc le rotor moteur tourne en sens inverse de la roue de réaction sur le proto de Sariel ce qui réduit l'effet de réaction, mais sûrement faiblement.

donc plus elle tourne vite, mieux c'est.

Ça dépend de ce qu'on cherche. Pour un satellite dans l'espace qui utilise des roues de réaction, il est clair que plus la roue de réaction tourne vite plus le satellite va tourner vite en sens inverse. Pour un monocycle posé sur le sol il faut prendre en compte les frottements. Typiquement si tu met un maxi multiplicateur sur le système de réaction du proto de Sariel, ta roue va tourner méga vite à la fin, mais cela après un long temps car le couple appliqué sur la roue aura été diminué de beaucoup. Et si ce couple appliqué sur la roue n'est pas suffisant pour contrer les frottements par réaction, alors à la fin le monocycle n'aura pas tourné d'un degré même si la roue de réaction tournera à 6000tr/min. Cf la vidéo, dès fois le monocycle ne tourne pas pendant l'accélération, par contre à la décélération ça tourne tout le temps car le couple des frottements est plus élevé.

plus l'accélération est importante

Encore une fois ça dépend ce que tu cherches à faire. Si tu cherche à vaincre les frottements facilement alors il faut beaucoup d'accélération sur la roue de réaction (en fait beaucoup de couple). Si on se met à puissance limité, plus d'accélération de la roue d'inertie veut dire la présence d'une démultiplication et non d'une multiplication. Mais vu que la vitesse du moteur est limité cela implique une accélération sur moins de temps, donc moins de degré pris par le monocycle.

Je me prend un peu la tête sur ce sujet car pour mon monocycle il faudra choisir la multiplication à mettre sur un système de roue de réaction. Il faudra que la roue accélère suffisamment pour contrer les frottements, mais il faudra aussi suffisamment de vitesse pour que le monocycle prenne suffisamment d'angle en lacet pour basculer de coté. En somme il faudra beaucoup de puissance, puissance qu'on peut avoir avec un freinage électromagnétique et mécanique du moteur. Donc l’idée serai alors d'accélérer tranquillement la roue en anticipant le prochain virage, et de la bloquer d'un coup pour basculer à droite ou gauche.

cela tourne autour de l'axe du volant d'inertie.

Précision, tu peux mettre ta roue de réaction 10km à coté, le système tournera toujours autour de son centre d'inertie si il n'y a pas d'autre forces qui s'appliquent. (par contre t'auras des problèmes de structure ^^)

[BUZ]

Rien de marrant, c'est un débat de passionné pour aboutir à la bonne solution

je pars du principe que le volant d'inertie (la roue) est suffisante.
Si ton moteur à plus d'inertie que le volant, autant ne pas mettre de volant d'inertie...
ou alors avoir le volant juste pour augmenter l'inertie du moteur (même axe, même direction)

Sinon, tu peux également mettre un renvoi à 90°, tu aura l'inertie du moteur sur un axe et celui du volant sur un autre.
L'objectif étant d'avoir un axe du volant perpendiculaire au sens d'avance, afin de faire dévier celui ci.
Soit par orientation du plan d'avance (comme Sariel), soit par inclinaison de la roue motrice (et donc le bord de la roue est plus petit alors elle fait un cercle...)

Dans l'espace, il n'y a "pas" de frottement. Donc toute action à une contre réaction.
J'ai souvenir d'un système sur des satellites, avec des masses en bout de bras. Lors de déploiement du satellite, il y a encore du carburant, donc on ouvre les bras. (contre réaction compensée avec les moteurs)
Puis après, quand il n'y a plus de carburant, on ressert progressivement les bras. Pour changer la vitesse de rotation ou pour changer l'axe de rotation.

Comme une patineuse sur la glace. Elle rentre en pirouette, elle n'ajoute pas d'énergie à la rotation (hors celle de base), mais avec le changement de position elle tourne plus ou moins vite.



Sur ton monocycle, y'a le frottement de la roue au sol. donc les "petites" accélération reste "absorbées" par le frottement de la roue au sol.
si il y a grand changement de vitesse sur le volant d'inertie, alors tu passes au dessus des frottements et il commence à tourné jusqu’à l’arrêt de l'accélération.

Tourner vite permet d’emmagasiner beaucoup d'énergie et donc plus de stabilité et plus de capacité.

Après y'a 2 écoles :
-Volant à l'arrêt, modification du cap par rotation Positive ou négative.
-Volant en mouvement, modification du cap par accélération ou décélération

Mais dans les 2 cas, accélérer vite, pour vaincre les frottements et changer de direction.
Puis ralentir le volant plus doucement pour que les frottements "gardent" le cap.

Ma question de fond ?
La roue motrice n'est elle pas trop légère ? et donc les accélérations du volant d'inertie pour changer de cap ne sont ils pas trop important ? (ou trop brutal)


au passage, j'étais tombé sur cela y'a quelques temps, peut être une source d'idée ?

[tango zoulou]

Le projet avance toujours, mais c'est toujours pas terminé !

Ce n'est pas une, mais bien deux nouvelles idées que je vous présente . Le but est toujours le même : pouvoir contrôler le monocycle. Mais la tache est tellement ardue que ces deux idées et toute les précédentes ne fonctionnent pas comme il faut . Je vais donc faire appel à vos idées encore une fois.





Les deux améliorations sont donc :
1) un contrôle de l'inclinaison avec des ailerons
2) un pneu avancé en silicone moulé à raideur d'envirage variable pour déstabiliser le monocyle et le faire suivre une trajectoire en S en moyenne droite ( explication ci après)

1) Contrôle de l'inclinaison par ailerons

L'idée est très simple, utiliser les forces aérodynamiques pour influencer la trajectoire du monocycle. J'avais précédemment essayé de jouer sur le lacet de deux manières différentes. Avec un aérofrein mais l'effet était trop faible pour être utilisé, et avec une dérive qui était effectivement efficace mais ingérable avec une commande infrarouge Lego (et qui interdisait les figures de soleils ). Ici l'idée c’est de jouer sur le roulis du monocycle, l'avantage étant que la force générée impacte directement la cinématique du monocycle (sur le lacet la force générée doit être opposée à la cinématique car l'effet gyroscopique joue dans le sens inverse). Donc simplement, deux ailerons s'incline en sens opposés de chaque coté du monocycle, les force aéro penche le monocycle d'un coté et c'est de ce coté qu'il va tendre à prendre un virage. C'est comme un avion en fait, mais c'est pas la portance qui génère la courbure de la trajectoire, c'est la réaction du pneu sur le sol.

La mécanique Lego est assez basique, un pin friction permet une limitation de couple et ainsi éviter de bloquer le moteur et pomper du jus.



Les ailerons peuvent se replier vers le haut, utile pour le rangement mais surtout en cas de crash ça évite que tout se casse.

Conclusion : ça ne marche pas (Pas de vidéo dsl) C'est bien simple les forces générés ne sont pas assez conséquentes pour faire basculer le monocycle d'un coté à l'autre. Donc quand il roule il reste toujours incliné du même coté et c'est le même problème que j'essaye de résoudre depuis le début.

2) Un pneu avancé en silicone moulé à raideur d'envirage variable pour déstabiliser le monocycle et le faire suivre une trajectoire en S en moyenne droite

J'imagine vos tête en lisant ça Si la solution 1 était facile à comprendre par tous, celle ci l'est beaucoup moins. D'ailleurs je ne suis pas sûr de pouvoir bien expliquer ce que j'ai tenté de faire.
Donc AVERTISSEMENT : la suite de se post fait intervenir de la mécanique du pneu et la dynamique du monocycle, plusieurs notions expliqués seront nouvelles pour la plupart des membres du forum, il sera donc difficile de comprendre. Cependant j'invite tous le monde à essayer de lire car vous apprendrez peut être des choses

Et puis pour ceux qui ont la flemme de lire je casse le suspens : ça ne marche pas. Cependant je compte bien améliorer le concept et j'aurai besoin d'idée, c'est pour ça que je vais me casser la tête à faire l'explication.

Donc une photo avant de partir sur du looooonnng texte :



Un œil inverti dirait : "et be le mec s'est amusé à mouler un pneu pluie, lol il compte vraiment rouler sur route mouillé le gars ^^ Il a du se faire grave chier à faire la sculpture "
Un œil un peu plus averti dirait : "Mais, mais, il est monté à l'envers ce pneu pluie ! "

A titre d'info j’entends par pneu pluie ça :

En fait la sculpture du pneu n'a pas pour objectif d'évacuer l'eau, ni pour le style de simuler un pneu pluie. Le fait que les sculptures soient en sens inverse est tout à fait volontaire et c'est le fruit d'une réflexion.

Déjà avant de parler trop technique, je vais vite fait parler de comment j'ai fait le pneu.

Le pneu est fait en silicone. Ce silicone sert d'habitude à faire des moules, je l'ai utilisé en sens inverse car je l'ai moulé (la matière à l'avantage d'être assez fluide et présente des caractéristiques intéressantes pour faire un pneu une fois moulé. Le moule a été conçu en 3D sur CATIA, c'est un exercice très intéressant car il y a plein de fonction et de contraintes à intégrer. Ensuite les parties du moule sont imprimés en 3D. Après il faut faire le moulage en lui même, et on s'en fout de partout c'est affreux... A noter que le pneu est marron car le colorant noir que j'ai acheté n'est pas miscible avec le silicone. Quelques images pour se rendre compte du travail :








(tada !!!)

Voilà, maintenant c'est partis pour les explications ultra trop complexes de la mort

- Les faits : le monocycle roule dans un virage permanent, à pleine vitesse ce virage est de plusieurs mètres de rayons.
- Ce qui me dérange : il faut beaucoup de place pour faire rouler le monocycle car dès le début il prend ce foutu virage, en plus il est trop stable et j'arrive pas à le faire tourner
- Ce que je veux : Je veux que le monocycle roule en faisait des S le long d'une trajectoire droite. De cette façon il pourrait rouler sur une route, et grâce au S je pourrait ralentir le monocycle au moment où il prend le virage dans le sens souhaité (théorie toujours incertaine)
- Comment je compte faire : Modifier la mécanique du pneu pour impacter la dynamique du monocycle.

C'est la première fois que j'utilise le mot mécanique du pneu dans ce long topic qui date de plus de 3 ans, et pourtant la mécanique du pneu est étroitement lié à la dynamique du monocycle qui est le problème majeur. Je vais donc refaire le point pour tout clarifier, ou essayer en tout cas.

Un pneu quand il roule, il glisse.
Quand on accélère en voiture, les roues motrices tournent un peu plus vite que les autres roues. Quand on freine les roues tournent moins vite que la vitesse de la voiture. Mais surtout ce qui est intéressant dans notre cas, quand on tourne le volant les pneus dérivent, c'est à dire qu'ils suivent une trajectoire qui est différente de la direction de la roue, avec un angle de quelques degrés en fonction de la vitesse du virage. D'un point de vue mathématique, on peut dire que les pneus ne sont pas en roulement sans glissement par rapport au sol. Alors certes c'est pas des glissements de malade, ça se joue à moins d'1% en fonction de comment on roule, on ne parle pas de drift ou de dérapage, mais c'est hyper important sur le comportement des véhicules (comportement sous-vireur ou sur-vireur notamment).

Ce phénomène pas très connu viens du fait que le pneu est souple, qu'il s'écrase sur le sol, et qu'il y a des micros glissements de la gomme sur la route. Plusieurs effets sont en jeu, quelques images peuvent vous donner une idée de ce qui se passe pour un pneu plat :




source et plus d'info : http://www.ingveh.ulg.ac.be/uploads/edu ... 2_2016.pdf

Revenons au monocycle. Jusqu'à présent je n'ai pas parlé de ces phénomènes parce que 1) je ne les connaissais pas ^^ 2) les pneus que j'ai utilisés pour le monocycle étaient peu déformable. En fait on pouvait considérer que la force générée par le pneu sur le sol était directement celle qui permet au monocycle de suivre une trajectoire sans glissement et sans dérive, comme une roue dans un rail.

Mais maintenant que j'ai du silicone et une imprimante 3D, je peux mouler des pneus mous ! Et du coup on peut considérer une approche différente sur son comportement. Avant d'entrer encore plus dans les détails de la méca pneus, je vais d'abord expliquer la dynamique que je souhaite.

Ce qu'il ce passe avec un pneu dur :
Le monocycle roule, inévitablement la gravité va le faire pencher d'un coté ou l'autre. Avec l'effet gyroscopique la roue va pivoter vers là où il s'incline, ainsi la roue va se mettre en travers de la trajectoire (un peu hein, imaginez pas une dérive de 30°, avec un pneu dur ça se joue sur des pouillème de degré). Le pneu va générer une force latérale à cause de cette légère dérive et d'une bonne adhérence. Cette force va tendre à redresser le monocycle. Pour des faible angles d’inclinaison l'effet gyroscopique va faiblement mettre en travers le monocycle, donc la force latérale sera pas assez forte pour maintenir l'inclinaison du monocycle. À l'inverse pour des fortes inclinaison le moment de la gravité va tellement forcer que la roue va s'incliner vite, qui par effet gyroscopique va faire pivoter vite la roue, et donc le monocycle va se mettre plus fort en travers, et la force latérale sera plus forte. Ce qui se passe c'est qu'à un moment il va y avoir un équilibre stable entre la force latérale et le moment de la gravité. Cette force latérale va aussi pousser le monocycle vers le coté et ainsi il prendra un virage (rien à voir avec l'explication de la force centrifuge hein) Donc le monocycle va garder son inclinaison en restant dans ce foutu virage infinie que je ne veux pas.

Mon idée avec un pneu avancé mous :
Ce que je veux, c'est rendre la mécanique instable. Pour ça il faut ajouter de la non-linéarité. C'est à dire qu'il faut que ça aille normalement pendant un temps, puis d'un coups ça change, et ça repars de même en boucle. En fait je veux que le monocycle s'incline, s'incline encore, puis d'un coup la force latérale augmente violemment, tellement fort que le monocycle bascule de l'autre coté. De cette façon, j'ai de bon espoir que le monocycle fasse des S le long d'une ligne droite, comme le faisait ma moto PFS.

Comment faire une chose pareil ? En modifiant la méca pneu.

Déjà il faut comprendre la notion de raideur d'envirage.
C'est la capacité du pneu à générer une force latérale en fonction de l'angle de dérive.
Typiquement, une roue avec une jante large sera plus raide qu’un pneu de même diamètre mais une jante plus petite parce qu’il se déformera moins.
Aussi, un pneu slick sera plus raide qu’un pneu crampons parce que les crampons fléchissent et rendent le pneu plus mous. Même constat avec les pneus pluies : les rainures de la sculpture amollissent le pneu et le rendent moins raide. Et c'est la dessus que j'essaye de jouer pour le monocycle.

C'est donc l'idée que je bosse en ce moment : faire une sculpture du pneu qui permette de faire la dynamique souhaitée.
En fait c'est pas si dur : il faut que la raideur d'envirage augmente assez brusquement après que le monocycle se soit incliné un peu (30°d'inclinaison c'est la limite que j'ai définie)

Un pneu slick est le pneu le plus raide possible. Donc pour pouvoir faire une augmentation de raideur il faut que j’assouplisse le pneu pour les faibles angles inclinations.

Pour assouplir le pneu, ou dans mon propre jargon "casser" le pneu, il faut faire des rainures. Plus les rainures sont profondes et peu larges, plus elles fléchissent en contact avec le sol et plus le pneu est mous et donc la raideur d'envirage est faible. Pour la suite, j’appellerai le ratio d'aspect le rapport entre hauteur et largeur de la rainure. Plus le ratio d'aspects est grand, moins raide est le pneu car plus la rainure peu fléchir.

Le première essais de sculpture est le suivant :



Bon, je ne vais pas m'embarquer plus loin dans la technique mais chaque angles et dimensions sur la sculpture ont était dûment réfléchis en vue d'une certaine dynamique. Mais c'était de la pure théorie sans calcul, et le résultat : pas assez de perte de raideur, aucun effet sur la dynamique du monocycle.

Ensuite je me suis dis qu'il faut mettre des rainures avec des grands rapport d'aspect, pour vraiment casser le pneu et vraiment déstabiliser le monocycle. Donc finis la géométrie ultra-réfléchis avec 5 paramètres à choisir, il faut juste des rainures linéaires profondes sur une zone qui s’entendent de +30° à -30° d’inclinaison du monocycle. Dans cette zone de +30° à -30°, le pneu sera vraiment pas raide donc le monocycle continuera à s'incliner, puis dès que le contact se fera sur la zone slick, au delà des 30°, d'un coup il y aura augmentation sévère de la raideur d'envirage et j'espère bien que le monocycle basculera de l'autre côté (l'autre coté... un rêve ! ^^ )





Bref, j'ai mis une dizaine d'heure à concevoir et produire le moule car plusieurs contraintes était à prendre en compte :
- faire en sorte de casser le pneu le plus possible dans la zone +/-30°
- ne pas trop réduire la surface de contact au risque de ralentir le monocycle
- faire en sorte d'avoir suffisamment de matière sur le pneu pour ne pas qu'il se déchire en route
- faire en sorte de pouvoir démouler le pneu
- faire en sorte de pouvoir couler le silicone
- faire en sorte de pouvoir imprimer le moule (pas aussi facile que ça peut paraître)
- faire en sorte de pouvoir séparer les moules
- faire attention à l'étanchéité des moules
- réduire la quantité de plastique
- réduire la quantité de silicone

Sans parler des problèmes de productions :
- imprimante qui foire au milieu d'une impression de 4h
- problèmes d'ajustements de pièce suite à l'impression et impression à refaire
- ...

Le moule sur CATIA :



Le résultat :




Des problèmes de coulé, des problèmes de démoulage, des problème de déchirement, bref l'echec.
En plus j'ai plus de silicone, et ça coûte cher. Et j'ai gaspillé du plastique d'imprimante.


Voilà où en est le projet. Un échec sur la solution ailerons, un gros échec sur le pneu et pas de réponse cette solution. Je reprendrai ça plus tard quand j'aurai les moyens.

To be continued...

Bravo à toi si tu as réussi à lire jusqu'au bout

[MrBleu]

j'ai tout lu, et j'en retiens :
1) tu es vraiment un joyeux savant fou
2) l'idée que pour tourner il faut que le monocycle ne soit pas trop stable en ligne droite afin de permettre de "démarrer" le virage sans pour autant chuter d'un coup sur le coté
3) la fabrication des pneus sur mesure... tu finiras peut être chez Michelin toi

continues en tout cas, il en faut des gens comme toi

[Muuss]

Très intéressant. Tu ne penses pas que le pneu restera de toute façon trop fin pour se déformer , les forces latérales, si j'ai bien compris, vont rester très faibles

[Grizzly]

Pour ton problème de couler de silicone je pense peut être avoir la solution : l'injection. Au lieu de faire tomber le silicone dans l'empreinte, tu utilises une grosse seringue pour injecter le silicone directement à l'intérieure de l'empreinte. Comme cela la matière rempliera complètement l'empreinte et en mettant le plan de joint du moule au milieu de la largeur du pneu la bavure serait facile à retirer. Je pense que tu tiens une bonne idée de jouer sur la sculpture du pneu, en tout cas ton explication m'a conquise