 |
|  | | הטכניון - סטודנט המציא אופנוע שלא יכול ליפול |
סטודנט מהטכניון הצליח לתכנן ולבנות אופנוע שלא יכול ליפול ולסכן את רוכביו. ההמצאה המדהימה הזו עשויה למנוע תאונות, כיוון שהאופנוע לא יכול לאבד משיווי המשקל וליפול על הצד כפי שקורה לאופנוענים רבים. 'מחשב האופנוע מפעיל את המנועים השולטים במצערת הגז ובבלם, ובנוסף מפעיל את המנוע השולט בהיגוי, על מנת לבצע מה שמכונה היגוי הפוך', מבהיר אורי ננר, ממציא האופנוע וסטודנט לתואר שני בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון.
אורי ננר, סטודנט לתואר שני בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, הצליח לבנות אופנוע שאינו נופל. באופנוע שולט מחשב המופעל על ידי חיישנים. הפרוייקט בוצע בהנחיית ד'ר רפי לינקר ופרופסור פר אולוף גוטמן.
'מחשב האופנוע מקבל באופן שוטף קריאות משני חיישנים', מסביר ננר. 'חיישן זוית הטיה [חיישן דינמי המשלב שני מדי תאוצה וג'יירוסקופ] וחיישן מהירות הטיה [ג'יירוסקופ], בנוסף מריץ המחשב אלגוריתם בקרה המבוסס על משוואות התנועה של האופנוע, ובהתאם לקלט מהחיישנים ומהמשתמש מפעיל את המנועים השולטים במצערת הגז ובבלם, ובנוסף מפעיל את המנוע השולט בהיגוי, על מנת לבצע מה שמכונה היגוי הפוך [counter steering]'.
עוד מבהיר ננר, כי היגוי הפוך הוא הדרך היחידה להגות כלי רכב דו גלגלי או אופנוע. 'אף שרובנו לא מודעים לכך, אנו מבצעים זאת באופן תת הכרתי בעת רכיבה על אופניים', הוא מפרט. 'היגוי הפוך פירושו שתהליך הפנייה בכלי רכב דו גלגלי מתחיל בהפניית הכידון לכיוון ההפוך. אם אני רוצה לפנות שמאלה, עלי לסובב את הכידון תחילה ימינה, לזמן קצר. הדבר נובע מכך שכדי לבצע פנייה, רכב דו גלגלי חייב להימצא בהטייה, אחרת ייפול'.
בשלב הראשון ערך ננר סקר ספרות מקיף בכל הקשור לדינמיקה ובקרה של כלי רכב דו גלגליים. אחר כך למד את החומרה הנדרשת והחליט שייצוב האופנוע ייעשה על ידי מומנט היגוי [בדומה לדרך שבה רוכב שולט באופנוע]. 'כדי להחליט כמה מומנט לתת לכידון ובאיזה כיוון, יש צורך באלגוריתם בקרה המתבסס על משוואות התנועה של האופנוע ובמנוע מתאים', הוא מסביר. 'החלטתי להשתמש במיקרו-קונטרולר ייעודי שיריץ את אלגוריתם הבקרה, יקבל קלט מהחיישנים ומהמשתמש ויוציא פקודת מתח למנוע ההיגוי. בהתאם – נבחרו החיישנים הדרושים, מנועי זרם ישר להיגוי ולהפעלת מצערת הגז והבלם, ודרייברים להנעתם'.
כפלטפורמת בסיס לפרוייקט נבחר קטנוע 50 סמ'ק, שהיה 'זרוק' בחצר הפקולטה להנדסה חקלאית לשעבר. אורי ננר חתך אותו לשני חלקים. החלק האחורי כלל את השילדה, המנוע, הזרוע האחורית והגלגל האחורי. החלק הקידמי כלל את ציר ההיגוי והגלגל הקדמי. החלקים נמדדו ונשקלו, נמצאו מרכזי המסה שלהם ונבנה מודל ממוחשב על ידי הסטודנט אנטון זאק. בעזרת המודל הממוחשב נמצאו מומנטי האינרציה של שני החלקים ושל האופנוע כולו. הפרמטרים הללו הוזנו לתוך משוואות התנועה של האופנוע לקבלת מודל דינמי עבור האופנוע, על בסיסי מודל זה תוכנן אלגוריתם בקרה רובסטי. לאחר סימולציות מוצלחות נערכו ניסויים מוצלחים, ואכן - האופנוע 'סירב' ליפול, גם כאשר נסע לבדו ונדחף בחוזקה מצידיו על ידי אנשים.
חוץ מהישגו הטכנולוגי, אשר זיכה אותו בתואר השני, הצליח אורי ננר לבנות את האופנוע בעלות אפסית של 12 אלף שקלים, בתוך פחות משנתיים. לפרוייקט עשויות להיות גם השלכות מעשיות, כמו פלטפורמה לחקר תאונות אופנוע [ניתן להגיע למצב קיצוני בלי לסכן את הרוכב], ואף הוספת מתקן חירום לאופנועים שיתערב בעת סכנת התהפכות על ידי מתן פקודת היגוי מהירה.
למידע נוסף על לימודי הנדסה לחץ/י כאן..
|
|
|
|
|
|
 |
