Динамическая устойчивость трехколесного велосипеда

Велосипед — обманчиво простая машина. Физика, лежащая в основе велосипедов, на самом деле довольно сложна: множество взаимодействующих сил создает самостабилизирующееся поведение (т. е. призрак едет на обычном велосипеде, затем бежит и ударяет его, велосипед отклоняется от своей текущей траектории и движется вправо). Для хорошего изложения основных физических принципов, лежащих в основе такого поведения, посмотрите это короткое видео «MinutePhysics» .

Вывод состоит в том, что не существует единого оптимального архетипа управления велосипедом, а существует несколько оптимальных решений, которые «лучше» в разных случаях использования. Чтобы начать отвечать, какой из ваших проектов может быть «лучше», нам также нужен четкий вариант использования и динамика велосипеда, которую мы хотим имитировать.

Чтобы еще больше запутать вопрос, причина, по которой велосипед интуитивно понятен для езды в том виде, в каком он есть (после начальной фазы обучения/обучения), заключается в том, что равновесие на велосипеде также объединяет нервные пути в нашем мозгу, предназначенные для ходьбы (т. е. когда мы ходим, мы шагаем в сторону падения и таким же образом превращаемся в падение на велосипеде). Придумать функциональный дизайн, который будет «интуитивно понятным» для конечного пользователя, будет несколько сложно, так как мы также должны понимать, как люди ходят.

В совокупности вы можете обнаружить, что эмпирический подход (т. е. метод проб и ошибок) может быть наиболее эффективным. Я бы предложил создать модульную конструкцию, которая позволяла бы легко переключаться между одной подвесной балкой без какой-либо «обратной связи» или конструкцией с подвесными балками. В идеале вы также сможете динамически регулировать уровень обратной связи, чтобы вы могли изменять его, пока он не станет более «естественным».

Наконец, вы упомянули

2. при выполнении поворота поведение не будет точно таким же, как у обычного велосипеда, так как вам нужен более сильный толчок, чтобы наклонить переднюю часть.

В этом случае вы можете подумать о более низком переднем конце трейла, поскольку, как я понимаю, с меньшим кастером легче начать наклон. Также в этом отделе может помочь более высокая высота нижнего кронштейна (подумайте о балансировке метлы на руке, удерживая вес на высоком уровне, коррекция будет проще). [ ПРИМЕЧАНИЕ : я действительно не в своей области знаний в этом последнем абзаце, если я неправильно понимаю, пожалуйста, не стесняйтесь добавлять исправления в комментариях. ]