2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: Новое слово в одноколёсном транспорте
Сообщение02.11.2015, 21:04 
Аватара пользователя


07/10/13
36
Санкт-Петербург
Sintetik в сообщении #1069227 писал(а):
Думаю, радиус имеет значение, если вспомнить «Ваньку-встаньку», он не падает, потому что его центр тяжести ниже центра окружности. Так и в случае велосипедного колеса точка опоры ноги будет ниже оси вращения колеса, что добавит устойчивости.
Устройство с велосипедными колесами, где ось вращения выше центра тяжести уже существует, инвалидная коляска называется. Здесь же речь о роликовых коньках.
Вас навело на мысль некое геометрическое соответствие: действительно, если мысленно построить окружность по кривизне хоккейного конька, то получится колесо, диаметр которого больше высоты центра тяжести хоккеиста. Но это «колесо» ведь не вращается! Лезвие конька скользит по льду по другим законам (расплавление льда под давлением кромки), и если строить формальную схему замещения, придется предположить, что под неподвижным полозом конька как бы находятся один или ряд расположенных друг за другом микроскопических роликов, которые, поворачиваясь, позволяют полозу перемещаться относительно опоры.
Xey в сообщении #1069508 писал(а):
С коэффициентом трения вы ошибаетесь. У роликов трение заметно больше, чем у коньков по льду. Весной, переходя на ролики, приходится привыкать к этой неприятной разнице.
То, что колесо на шарикоподшипнике имеет на порядок меньший коэффициент трения по сравнению со стальным полозом по льду, - это научный факт.
А Ваши ощущения от перехода с ледяных коньков на роликовые как раз и связаны с органическими недостатками роликовых коньков, - их неповоротливость, взаимное противодействие роликов. Эти недостатки как раз и хотелось бы устранить однороликовой конструкцией.
DimaM в сообщении #1069450 писал(а):
Поскольку работающей конструкции нет и не предвидится, стоит, по-моему, перенести обсуждение в раздел "Литература".
Ну отчего же. Рассматриваются две заявки на изобретение, ведутся переговоры с японской фирмой, строится макет. Мало?
Вы бы, как поборник чистоты тематики технического форума, лучше высказались бы по существу проблемы, по-моему.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение03.11.2015, 22:21 


13/10/15

85
Цитата:
если мысленно построить окружность по кривизне хоккейного конька, то получится колесо, диаметр которого больше высоты центра тяжести хоккеиста. Но это «колесо» ведь не вращается! Лезвие конька скользит по льду по другим законам (расплавление льда под давлением кромки), и если строить формальную схему замещения, придется предположить, что под неподвижным полозом конька как бы находятся один или ряд расположенных друг за другом микроскопических роликов, которые, поворачиваясь, позволяют полозу перемещаться относительно опоры.


Получается, на выходе нет никакой разницы и концы у конька очень сильно загнуты вверх, и у ролика кроме подшипника есть еще сопротивление качению материала ролика. Это у железнодорожного колеса кпд 90%. У велосипедных колес связанных параллелограммно, по моему важна одна особенность – гироскопический момент, но и его можно использовать в маневрировании. И большой диаметр колес лучше маленького ролика.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение04.11.2015, 20:12 
Аватара пользователя


07/10/13
36
Санкт-Петербург
Sintetik в сообщении #1069995 писал(а):
...у железнодорожного колеса кпд 90%...

хотя бы здесь
http://kiipt-uad.narod.ru/doc/PRMEH/pm3.html
 i  profrotter:
Ссылка ведёт на сайт кафедры Автоматизации и компьютерно-интегрированных систем Крымского института информационно-полиграфических технологий. После просмотра 15-ти секундного рекламного ролика можно будет ознакомится с методическими материалами для студентов 2-го курса по дисциплине Прикладная механика и основы конструирования. Тема "Энергетический и кинематический расчёты".

можно прочитать
"...КПД для одной пары подшипников качения = 0,99…0,995..."
…большой диаметр колес лучше маленького ролика…
Для роликовых коньков велосипедные колеса неприемлемы, об этом Вам скажет любой из ста миллионов роллеров. Вы, конечно, по профилю темы можете рассуждать о роликах на велоколесах, но без меня.
Тему эту я завел не из праздного томления. Хотелось понять, возможна ли комфортная езда на одном ролике, при каких условиях возможна, может кому удавалось. Какие возражения у спецов по механике, может кто-то хочет принять участие в испытаниях конструкции или свою построить??
Как я на настоящий момент понимаю предмет.
Уместно провести аналогию с хоккейным или фигурным коньками, имеющими закругленное лезвие. Здесь, также как и на роликовом коньке с одним роликом, контакт с опорной поверхностью осуществляется в одной точке. При возникновении отклонения вектора силы тяжести от этой точки появляется сила, направленная на увеличение дисбаланса. Для сохранения равновесия конькобежец должен принять меры по включению соответствующих мышц для создания силы противоположного направления, компенсирующей развивающейся дисбаланс. Для обнаружения отклонения и приведения в действие мышц человеку требуется определенное время. Оказывается, что «ледяной» конек и конек на одном ролике ведут себя по-разному, - за это время хоккейный конек отклонится незначительно, в то время, как роликовый выкатится значительно дальше. Это связано, по-видимому, с физикой скольжения лезвия конька по льду. Для выравнивания шансов предлагается придать ролику некий постоянный тормозной момент или значительный осевой момент инерции - момент, который создаст для роллера виртуальную опору в курсовом направлении и позволяет сохранять равновесие и выполнять необходимые для езды маневры.
Лучше осевой момент инерции, но для макета можно и тормозной момент, - проще. Предполагается, что величина постоянного тормозного момента может предварительно регулироваться (изменяться по величине) в зависимости от опыта роллера или от требуемого режима тренировки. Чем больше тормозной момент, тем проще удерживать равновесие на однороликовой конструкции, но любой искусственный тормозной момент связан с потерями энергии на трение, - это приводит к нерациональному расходованию сил и не комфортности езды. С опытом у роллера появляются устойчивые рефлекторные связи, реакция на выкатывание конька ускоряется и появляется возможность уменьшить величину тормозного момента до минимума.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение04.11.2015, 22:18 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
 i  Тема перемещена из форума «Механика и Техника» в форум «Карантин»
Причина переноса:
1. Нарушено оформление цитат.
2. Не оформлена ссылка.

(Подробно)

Forum Administration в сообщении #27358 писал(а):
III. Дополнения и разъяснения; нормы поведения на форуме
5. Внешние ссылки
5.0. Внешние ссылки должны содержательным образом дополнять обсуждения, проводимые на страницах форума, а не подменять их; тем более ссылки не должны являться самоцелью.
5.1. По возможности следует избегать использования внешних ссылок, а включать всю необходимую информацию в текст сообщений. Безусловно запрещены (без явного согласования с администрацией) ссылки рекламного характера, в том числе реклама себя и своих достижений. Не допускаются ссылки, не относящиеся к обсуждаемому вопросу.
5.2. Любая внешняя ссылка должна быть снабжена достаточно подробной аннотацией того, куда она ведет и каким образом относится к вопросу. Описание должно быть достаточным для того, чтобы читатели могли принять решение, стоит ли им переходить по данной ссылке.
Оформите тему в соответствии с правилами форума и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено. Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение05.11.2015, 16:09 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
 i  Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Механика и Техника»
Причина переноса: вернул.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение05.11.2015, 18:41 


13/10/15

85
Конек на одном ролике можно сравнить с одноколесным велосипедом, но там хоть есть жесткая связь с педалями, или с коньком с радиусом этого ролика – сразу все становится понятным – схема буде т работоспособна, если у ролика будет принудительная реакция перемещения вперед-назад вдоль ступни против выкатывания. Думаю это можно реализовать, создав механизм в ботинке, позволяющий это проделывать простым поворотом ступни относительно голени вверх-вниз, что является естественной мышечной реакцией на поддержание равновесия. Еще рассмотреть вариант придания ролику от этого механизма вращающего и или тормозящего момента противодействующего выкатыванию поворотом ступни. Но если при выкатывании вперед можно ролик притормозить, то при выкатывании назад необходимо придать ролику вращающий момент, что технически реализовать сложно. Вот здесь может помочь перемещение ролика вдоль ступни. Или постоянное подтормаживание можно усиливать либо ослаблять.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение05.11.2015, 21:33 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Сегодня в 20 40 по каналу культура (что-то о науке) был сюжет , снятый еще на ч/б пленку.
Группа людей каталась на роликах с одним колесом. Диаметр колес сантиметров 30. Колеса расположены с наружных сторон, они наклонены так, что опираются на асфальт под ступней.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение06.11.2015, 01:01 
Аватара пользователя


07/10/13
36
Санкт-Петербург
Sintetik в сообщении #1070527 писал(а):
Конек на одном ролике можно сравнить с одноколесным велосипедом, но там хоть есть жесткая связь с педалями, или с коньком с радиусом этого ролика – сразу все становится понятным – схема буде т работоспособна, если у ролика будет принудительная реакция перемещения вперед-назад вдоль ступни против выкатывания. Думаю это можно реализовать, создав механизм в ботинке, позволяющий это проделывать простым поворотом ступни относительно голени вверх-вниз, что является естественной мышечной реакцией на поддержание равновесия. Еще рассмотреть вариант придания ролику от этого механизма вращающего и или тормозящего момента противодействующего выкатыванию поворотом ступни. Но если при выкатывании вперед можно ролик притормозить, то при выкатывании назад необходимо придать ролику вращающий момент, что технически реализовать сложно. Вот здесь может помочь перемещение ролика вдоль ступни. Или постоянное подтормаживание можно усиливать либо ослаблять.



…. – схема буде т работоспособна, если у ролика будет принудительная реакция перемещения вперед-назад вдоль ступни против выкатывания. Думаю это можно реализовать, создав механизм в ботинке, позволяющий это проделывать простым поворотом ступни относительно голени вверх-вниз, что является естественной мышечной реакцией на поддержание равновесия. ...

Не нужно создавать специального механизма в ботинке. При развороте стопы вперед ботинок с роликом тоже поворачивается и точка касания с асфальтом уходит назад (сантиметров эдак на 5 -6), при обратном движении мы перекатываем ролик вперед. Легко представить себе человека, который балансирует на одном ролике, работая попеременно икроножной и передней большеберцовой мышцами. При этом ролик совершает колебания относительно проекции центра тяжести на плоскость опоры. Важно успевать правильно реагировать.
Что характерно, для хоккейного конька картина обратная: при развороте стопы вперед точка касания со льдом уходит вперед.
Балансируя на моноцикле (одноколесный велосипед), человек руководствуется сигналами от своего отолитового аппарата и визуальными ощущениями, при уходе центра тяжести в сторону он подкручивает педали или подпрыгивает. Это может освоить почти каждый, - в цирковом училище по этому предмету обязательный зачет. Дело в том, что сидя высоко человек «падает», т.е. уходит в сторону довольно медленно, времени на реакцию хватает.
Иное дело с роликом (если не принять специальных мер), - он выкатывается мгновенно. Механизм реакции здесь другой, не поможет ни о-аппарат, ни зрение. Ролик выкатывается вперед – дергает икроножную мышцу - афферентная иннервация – рефлекторное сокращение этой мышцы. Отладка этих рефлекторных связей это и есть приобретение опыта по удержанию равновесия. Но человечку надо помочь, - сделать ролик инерционным или, на худой конец, временно притормозить его, пока кадр не получит соответствующий навык.
Не исключено, что однороликовых конструкций не выпускают из соображений травмоопасности. А если бы выпускали, многие ребята освоили ба такую езду и это сделалось бы нормой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение06.11.2015, 04:14 


13/10/15

85
Xey в сообщении #1070587 писал(а):
Сегодня в 20 40 по каналу культура (что-то о науке) был сюжет , снятый еще на ч/б пленку.
Группа людей каталась на роликах с одним колесом. Диаметр колес сантиметров 30. Колеса расположены с наружных сторон, они наклонены так, что опираются на асфальт под ступней.


Интересно, и у меня была такая мысль, но здесь, наверное будут возникать всякие кривые силы при наклонах ноги.

-- 06.11.2015, 08:25 --

Цитата:
При развороте стопы вперед ботинок с роликом тоже поворачивается и точка касания с асфальтом уходит назад (сантиметров эдак на 5 -6), при обратном движении мы перекатываем ролик вперед. Легко представить себе человека, который балансирует на одном ролике, работая попеременно икроножной и передней большеберцовой мышцами. При этом ролик совершает колебания относительно проекции центра тяжести на плоскость опоры. Важно успевать правильно реагировать.


Все так, но ролик будет двигаться по радиусу, а двигаясь вдоль ступни уже при противоположном наклоне стопы, сымитирует конек.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение06.11.2015, 11:27 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
pirol в сообщении #1070656 писал(а):
Дело в том, что сидя высоко человек «падает», т.е. уходит в сторону довольно медленно, времени на реакцию хватает.
Иное дело с роликом (если не принять специальных мер), - он выкатывается мгновенно. Механизм реакции здесь другой, не поможет ни о-аппарат, ни зрение. Ролик выкатывается вперед – дергает икроножную мышцу - афферентная иннервация – рефлекторное сокращение этой мышцы. Отладка этих рефлекторных связей это и есть приобретение опыта по удержанию равновесия.


Не мгновенно.
Да, момент инерции тела относительно неподвижных ступней в 4 раза больше, чем относительно его центра тяжести (что имеет место при подвижных ступнях). Впервые вставший на коньки или ролики ощущает неустойчивость, но это быстро проходит, рефлексы начинают работать через десяток минут.

В принципе однороликовые коньки известны (я тоже как-нибудь, процессе перестановки роликов, оставлю по одному ролику и попробую).
Есть ощущение, что вы пытаетесь преувеличить необходимость стабилизации скорости вращения ролика. Не думаю, что это необходимо. Возможно будет положительный эффект, но отрицательный (потеря способности быстро менять скорость) будет точно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение06.11.2015, 15:35 


13/10/15

85
Если ноги не держать на одной линии по ширине, то устойчивость будет выше. Вот только при смене ног придется ехать на одной ноге, а неровности будут то тормозить, то ускорять конек, выбивая из равновесия.

Давно лелею мысль о палках для конькобежцев по аналогии с лыжными, но с коньками на концах, так как скорость выше. И помогать еще и руками коньковым ходом. А для роликов можно на концы палок ролики установить, что должно помочь поддерживать равновесие – еще две точки опоры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение15.11.2015, 09:25 
Аватара пользователя


29/01/15
559
Xey в сообщении #1070587 писал(а):
Колеса расположены с наружных сторон, они наклонены так, что опираются на асфальт под ступней.


Да, я тоже сразу подумал, что такой развал нужен.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение15.11.2015, 13:05 
Аватара пользователя


07/10/13
36
Санкт-Петербург
Изготовим (мысленно, конечно) два жестких человеческих манекена. Левый поставим на идеальный (по КПД) ролик, правый на «хоккейный» конек, радиус закругления которого несколько больше, чем расстояние от центра тяжести «тела» до точки касания конька с опорой. Примем, что касание жесткой конструкции осуществляется в точке, а реакция опоры нормальна к поверхности. Из расклада сил очевидно, что «хоккейная» конструкция стабильна, - возникающий момент пытается восстановить равновесие, а манекен на ролике подвергается прогрессивному дестабилизирующему воздействию.
Изображение
Ясно, что езда на одном ролике по асфальту сложнее, чем на закругленном лезвии по льду. Но возможна ли? Если возможна, почему не распространена? Приведу аналогию. Многие видели ролики, где современные мотоциклисты «гоняют» на одном колесе, на заднем..., некоторые даже на переднем. Чувствительная «ручка газа», приемистый мотор, хорошее чувство равновесия, немного тренировки, - и вы освоили этот фокус. Но ни одна фирма в мире не захочет серийно выпускать одноколесный мотоцикл. На такой товар не получишь сертификат безопасности, да и судебных исков потом не оберешься.
Xey в сообщении #1070707 писал(а):
Есть ощущение, что вы пытаетесь преувеличить необходимость стабилизации скорости вращения ролика. Не думаю, что это необходимо. Возможно будет положительный эффект, но отрицательный (потеря способности быстро менять скорость) будет точно.

Вообще я продвигаю три варианта конструкции однороликовых коньков:
1. Интеллектуальные однороликовые коньки ( Idler skates )
2. Инерциальные однороликовые коньки
3. Однороликовые коньки с тормозными накладками.
Так вот, по первому, наиболее дорогому варианту (подробно описан по ссылке в первом топике) такого эффекта наблюдаться не будет. Представьте,
в процессе езды вы с силой отводите правую ногу назад (при этом возникающий момент инерции дает вам необходимую опору), тело получает ускорение, ваша скорость возрастает. При касании левой ногой асфальта процессор принимает за базу эту новую скорость и станет именно ее стабилизировать. Отталкиваясь теперь от левой ноги, вы можете ускориться еще больше.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение16.11.2015, 14:00 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
pirol в сообщении #1073658 писал(а):
Представьте,
в процессе езды вы с силой отводите правую ногу назад (при этом возникающий момент инерции дает вам необходимую опору), тело получает ускорение, ваша скорость возрастает. При касании левой ногой асфальта процессор принимает за базу эту новую скорость и станет именно ее стабилизировать. Отталкиваясь теперь от левой ноги, вы можете ускориться еще больше.



Если приделать к ролику собачку, не позволяющую ему крутиться в обратную сторону, то можно будет отталкиваться, но отталкиватьсяот неподвизного ролика.
Вы предлагаете отталкиваться от движущегося вперед ролика. Это намного лучше, но в этом случае ролик должен будет совершить работу, равную силе толчка умноженной на путь , проходимый роликом за время толчка. Если энергию для совершения этой работы брать из предыдущего толчка , то все преимущество наверно потеряется.

В принципе, коньковый ход вряд ли можно улучшить, потому, что толчок выполняется в направлении перпендикулярном движению ролика.
Получается, что ролик движется почти вперед, а отталкиваемся от неподвижной ( в направлении толчка ) опоры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новое слово в одноколесном транспорте.
Сообщение16.11.2015, 16:13 


13/10/15

85
Вот где не хватает таких коньков.
http://jivi-interesno.ru/wp-content/myf ... ipede2.jpg

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 67 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group