באופנוע שולט מחשב המופעל על ידי חיישנים ומתקן עצמו בהתאם לזוית שבה מוטה האופנוע
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 אולוף גוטמן.
“מחשב האופנוע מקבל באופן שוטף קריאות משני חיישנים”, הוא מסביר. “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)”.
היגוי הפוך, מסביר אורי ננר, 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 הסטודנט 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.
38 תגובות
אני סטודנטית שמבצעת עבודה קטנה בקורס יזמות בנוגע לפטנט המוצג כאן. אשמח מאד אם תוכלו לענות על השאלון הבא הכולל רק 2 שאלות- לאופנוענים בלבד! תודה מראש. קישור לשאלון:
https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dEt2UlFfTHk5eTNoaHAxUlR2S3VES1E6MQ
המצאה כזו תיכנס לשוק לדעתכם?
כלומר, ינסו לשווק אותה?
אהבתי את הרעיון! כל הכבוד!
מטוסים טסים כבר שנים ללא התערבות אדם ואף טייס לא בוכה שאין לו שליטה על המטוס.
רוב התאונות מתרחשות בהן ההמראה/נחיתה בהן מנותקת המערכת האוטומטית.
איך יוצרים קשר עם הבחור
הנושא מעניין מאד למרוצי אופנועים
http://www.irt95.com
מיכאל,
התכוונתי ניצולו לשם אופנוע..
ברור לי שהרעיון עצמו ינוצל לדברים שונים=]
לילה טוב.
ינון:
לא שכחנו לשאול.
פשוט קראנו את הכתבה עד סופה ושם מוסבר שמעבר להיות האופנוע עבודה לתורא שני – מטרה חשובה בפני עצמה, עשויים להיות לו שימושים מעשיים כמו… למה שאצטט – קרא את סוף הכתבה.
ערב טוב לכולם:]
טוב אז ראיתי את כל מה שכתבתם אבל שאלה אחת שכחתם,
והיא זאת,למה בעצם אנחנו צריכים את האופנוע?
1] זול יותר, וחסכני,ממכונית מבחינת חלקים עלות מכונית דלק ועוד..יש אנשים שזה מתאים להם כלכלית,אבל כמדומני אם ישווקו רכב דו גלגלי זה הוא יעלה הון,וכך צריכתו תהיה פחותה ואף אפסית ביחס לאופנוע רגיל.
2] אנו מתרבים ומספרה של האוכלוסיה גדל,צריכת הרכבים גדל ובכבישים יש פקקים.
הפקקים אינם איום כלפי הרכבים הדו גלגלים ובכך הם חוסכים דלק על המנעות מהפקקים מתוך זה שהם לא שוהים בשרשרת רכבים זו,
אם ישווק האופנוע של אורי כמדומני הוא לא יעשה עבודה זו=(
3] הנאה-
הרבה מצורכני האופנועים קונים אותם לשם הנאה
אני חושב שהאופנוע הזה יחסוך ממנו הנאה זו.
ערב טוב,
ינון.
אורי שלום,
במסגרת לימודיי אני מתעתד להכין עבודה שהמיזם שלך עולה בקנה אחד עם התחום בו אנו עוסקים.
אשמח לשוחח עימך ולהסביר יותר:
0548191031
[email protected]
אופנוע שלא נופל זה כמו צ’יפס בלי קטשופ, או… קולה בלי גזים. אם כבר אופנוע, אז צריכים להיות מודעים לסכנות של הכלי הזה. אני לא מאמין שאפשר להנות מהיתרונות של אופנוע כאשר מחובר לו איזה מחשב שליטה אוטומטי שכזה. עדיף שאופנועים ישארו אופנועים. מה שחשוב זה שיחנכו נהגים כמו שצריך – נהגי אופנוע ונהגי רכב. הכל מתחיל בחינוך!
זה ניסיון חוזר להכניס תגובה שמשום מה לא הופיעה כאשר הכנסתיה לראשונה?
הוגין:
כשאמרתי "התחזות" ידעתי שאפגע בעצב רגיש אצלך. על ראש הגנב בוער הכובע.
לאריה סתר, להוגין ולכולם
מעניין אם אריה סתר (או אחרים – אבל שיגיבו רק אחרי תגובת אריה) יודע מה הסבר המשפט הבא:-
"יש כאלה שטוענים שבכלל פלקור זה דבר אחר, דבר שמיכאל יצר, סיפור על דרקון "
שאלה שניה:- האם יש צדק בדבריה של הנסיכה הוגין:-
"יהודה, מיכאל לא מסוגל ליצר את פלקור.פלקור הטוב והנחמד משלי..
יהודה מותק..שמעת???"
זה חידון שאני מחכה לתשובה!, נו אריה סתר, ניראה את האינטואיציה שלך.
החל מ7 בבוקר יוכלו גם אחרים לענות.
לילה טוב
סבדרמיש יהודה
מיכאל
היחיד שעיוור פה באתר זה אתה.
הבעיה החמורה מאוד שאני מגלה בזעזוע לא יתואר, עד כמה יהודה היה שבוי במלתעות המוח שלך מבלי להבין שהוא כבול כבול כבול.
כעת,זהו!!הרף לך..ואל תפריע ליהודה שלנו יותר.
הוגין.
יהודה
מיכאל לא מסוגל ליצר את פלקור.פלקור הטוב והנחמד משלי..
יהודה מותק..שמעת???
הוגין.
הוגין:
כשאמרתי "התחזות" ידעתי שאפגע בעצב רגיש אצלך.
על ראש הגנב בוער הכובע.
הוגין:
קישקושים לא ישנו דבר.
הוגין:
האם את טוענת שאת כן מסוגלת לייצר דרקון ממסה אפילה?
אני מסכים אתך שיהודה בדרך כלל נחמד אבל בעיני אמירת אמת חשובה יותר.
המקרים בהם אני מתנהג בחוסר נחמדות הם המקרים בהם אני נתקל בשקר, בהונאה או בהתחזות. אלה מקרים שבהם, לדעתי, כל אדם ישר חייב להתקומם.
אגב – כדאי שתביטי החוצה. אולי האנס המנומס מחכה שם ותרצי להזמין אותו לכוס קפה.
תגיד לי אריה אתה עושה לי בחינה?
שאני לא אדע מי הוא פלקור הדרקון
פלקור או בקיצור פלא קור היא חברה שמתחרה לפלאפון ביצור פלא פונים קרים שמתאימים לארצות טרופיות.
אז אתה רואה שאני יודע?, היה ממש קל לנחש!
חוץ מזה יש כאלה שטוענים שבכלל פלקור זה דבר אחר, דבר שמיכאל יצר, סיפור על דרקון ממסה אפילה בשם פלקור אבל יהודה גנב לו אותו והוא טס למדינה בשם פנטזיה , כדי להציל את הנסיכה הוגין ע"י זה שהוא ישנה לה את השם. אבל לא חייבים להאמין לשטויות כאלה כי זה ממש ממש,סיפור שלא ניגמר.
אז מה אתה אומר אריה סתר? , עברתי את הבחינה?
לילה טוב הוגין, לילה טוב אריה, לילה טוב מיכאל (מנדה)
וכמובן גם לילה טוב לי
סבדרמיש יהודה
מעניין אם יהודה (או אחרים – אבל שיגיבו רק אחרי תגובת יהודה) יודע מי זה פלקור (שהוגין הזכירה) ומאיפה לקוחה הדמות שלו.
מעניין אם זה יוכל להיות פתרון מעניין גם לנכים.
תחשבו על נכה מעמיס את הכיסא גלגלים שלו על הארלי …
מצחיק.
יהודה
רעייתך אכן צודקת.
ואתה תטוס ותרחף על גבי לוויתן גלי הזמן ואולי גם יזומן לך מפעם לפעם פלקור הדרקון
החלומי להגשים כל חלום חזוני מתוזמן.
אז אל יפול לב החולמים..השואפים גם לחיות טוב ובטוח, וגם לטוס…כבעלומים.
אבל,ואין פה עניין של סתם..צריך גם לראות וגם להאמין.
הוגין:היישר מכוך הידען למדענים.
גמר חתימה טובה באמת ובתמים.
אני מבין שהרעיון של בקרה ממוחשבת על מערכת דינמית, באמצעות חיישנים יעודיים, אינו חדש וקיים בהרבה מערכות מכניות ממונעות וכל מיני מערכות דינמיות שונות .
ראוי לציין שגם בפרויקט הנדון ובוודאי במערכות מורכבות יותר, נדרש שת”פ בין מס’ דיסציפלינות כגון המכנית,הממוחשבת, החשמלית וכיו”ב.
לסיכום: פרויקט נחמד אך ספק אם בעל חידוש מהותי ביחס לקיים ולידוע במערכות פיקוד ובקרה
נפוצות.
לאופנוען
שנינו יודעים שזה כיף לא רגיל לטוס על אונוע ולהיות מחוברים לטבע הזורם על פניך,
כמה כיף לחלוף ליד אופנוע מושקע ויפה, הרלי, אינדיאן ואפילו ה בי אס איי הישן והטוב,
אבל, מצד שני כשאני רואה כיצד יתר הנוסעים בכביש מתעלמים מרוכביי האופנוע, ואתה יודע על מה אני מדבר,אז אוליי אישתי צודקת, לכן, אין ברירה, נמשיך לחלום.
חתימה טובה
וסע בזהירות
סבדרמיש יהודה
יהודה, חלומות נועדו להגשמה…
יהודה
הרעיון לקוח מהרכינוע (האקדמיה ללשון) הומצא ב2001 ע"י מר קיימן שקראו סגווי.
שמעתי שכבר תיקנו את כל הבאגים אפשר לעמוד עליו בביטחון(יחסי)
ביחס לאופנוע מסכים עם דעתך כדאי לחכות לגירסא נטולת באגים.
למי שהבעיה שלו זה יציבות שישים גלגלי עזר זה הרבה יותר זול
באמא שלי,
כמה כוזרים,איזו המצאה כוזרית,
ואיזה מקום לימוד כוזרי
אני קורא לכל הכוזרים לחזור לאיפה שהם באו(קוראים לזה בכוזרית"כור מחצבתם") ולגדל חסות בממלכת כוזר
מספיק השתלטתם לנו על האקדמיה, עכשיו תשתלטו לנו על הקטנועי 50 סמ"ק?!
שנה טובה ושינה טובה
טוב אז כעת נותר לי רק לחלום שאני רוכב על אופנוע
אז לילה טוב ושנה טובה
סבדרמיש יהודה
יהודה:
אשתך צודקת, מבחינתה.
חשוב לה שתחזור הביתה בחתיכה אחת כי היא אינה זקוקה למידע על משקלו של כל חלק בגופך בנפרד.
ביחס לציטוט – זו הסיבה לכך שאמרתי שהמערכת עדיין זקוקה להשלמה.
חץ מזה – כאשר הנושא יוסדר, הנתונים יגיעו מיצרן האופנוע ולא יהיה צורך לחתוך כלום.
למיכאל
שני חלקים:-
"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.". סוף ציטוט.
לא חשוב, אתה בעד אני נגד, ומה שהכי חשוב שאישתי בכל מיקרה לא מאפשרת לי לקנות אופנוע.
אז שתהיה לכולנו שנה טובה
סבדרמיש יהודה
יהודה:
גם בקרת יציבות של רכב ארבעה גלגלי משנה את הכיוון ביחס לזה שהיה מתקבל בלעדיה (האצה והאטה של גלגלים מסויימים ביחס לאחרים גורמת לכך).
החשש שלך הוא רק תןצאה של הרגל, מחד, ושל העובדה שהמערכת בוודאי עוד לא פותחה מספיק כדי שתזהה מצבים דורשי התערבות בהסתברות גבוהה אבל שני דברים אלה יכולים להשתנות.
ביחס לצורך לחתוך את האופנוע לצורך התקנת מערכת הבדיקה – אינני יודע כיצד הסקת מסקנה זו.
כפי שציינתי, מדובר בתחליף לרוכב האופנוע וכפי שניתן להחליף את רוכב האופנוע האנושי מבלי לחתוך את האופנוע כך ניתן יהיה להחליף את הרוכב הממוכן (שוב – לאחר שיושלם פיתוחו כמוצר המיועד לכך) מבלי לחתוך את האופנוע.
מענין לדעת מה המהירות המינימלית כדאי שקטנוע לא יפול.
למיכאל
כל רכב שיחליט לקחת באופן שרירותי את נהיגתי העצמית לא מוצא חן בעיניי. בעיקר הדבר מסוכן ברכב דו גלגלי. אינני מדבר על התקנים נגד החלקה או אזעקות שונות ומשונות שישאירו לי את ההחלטה מה לעשות. אני מדבר על כאלה שלוקחים את ההחלטה ממיני ומשאירים אותי נבוך.
אני לא מקבל גם את דעתך שהמתקן יהיה מתאים לבדיקתם של אופנועים כי לצורך הבדיקה נצטרך לחתוך את האופנוע ולצרף לו חלק מסורבל ואז זה כבר יהיה אופנוע עם תכונות חדשות ולא האופנוע המקורי.
אבל כמו ששנינו מסכימים, זאת הייתה עבודה מעולה לקבלת תואר שני.
כל הכבוד
שנה טובה
סבדרמיש יהודה
פשוט גאוני כל הכבוד..
הערה למאמר:
ההיגוי ההפוך הוא פרקטיקה שמתאימה לאופנועים, ובמיוחד לאופנועים ללא רוכב.
סוג זה של היגוי מבוסס על כך שלגלגל האופנוע מומנט אינרציה גבוה שגורם לו לנטות לכיוון ההפוך מזה שאליו מסובבים אותו (אפקט של ג’ירוסקופ).
סוג היגוי זה אינו חייב להיות רלבנטי עבור רוכב אופניים כי לגלגל האופניים מומנט אינרציה נמוך בהרבה והטיית הרוכב את גופו עשויה לספק לאופנוע את ההטיה הדרושה ללא שימוש במומנט האינרציה של הגלגל הקדמי (ולמעשה, על אף התנגדותו).
יהודה:
לא מדובר כאן בניסיון ליצור כלי תחבורה אלא רק בניסיון לקבל תואר שני.
שים לב להשלכות המעשיות המוזכרות בסוף המאמר: אף אחת מהן אינה זו ממנה אתה חושש.
אגב, בכלי רכב ארבעה גלגליים משולבות מערכות בקרת יציבות כבר מזה מספר שנים ותורמות רבות לבטיחות הנסיעה. האם גם ברכב עם בקרת יציבות תהסס לנהוג? (אגב – אני נוהג בפריוס שיש בה כזו מערכת ואני חייב לומר שזה ממש נוח).
המערכת שפותחה אינה אופנוע אלא “רוכב ממוכן” ולכן, בניגוד לטענתך, היא עשויה להתאים (אחרי הפיכתה למוצר) לבדיקתם של אופנועים רבים
לדעתי, התועלת המוחשית הגדולה ביותר, היכולה
לבוא מהפיתןח הזה בטווח הקרוב, אינה דווקא
בשימוש רוכבי אופנועים – אלא ברובוטיקה
של כל רכב המיועדים לעבירות בשטחים קשים
ומסוכנים.
דונלד נורמן פרסם לא מזמן ספר שלם שעוסק ביחסי הגומלין בין משתמשים ומוצרים חכמים תוך שהוא מתייחס באריכות לנושא של בטיחות, בקרה ושליטה כאשר כלי רכב נהיים כביכול חכמים ומודעים לסביבה. מומלץ בחום.
http://www.amazon.co.uk/Design-Future-Things-Donald-Norman/dp/0465002277
קודם כל אציין שאני מביע את דעתי בלבד , וגם את זאת רק מתוך קריאת הכתבה.
קצת לא הוגן להביע דיעה כזו מבלי לנהוג באופנוע. דעתי עשוייה הייתה להיות שונה אם הייתי נוסע עליו ורואה את תיפקודו.
דעתי האישית:- אני חייב לציין שאני שהייתי חושש ליסוע באופנוע כזה
הסיבה:- אינני רוצה שמשהו יתערב בתפעול האופנוע בזמן הנסיעה שלי בתנאי התחבורה המסוכנים בארץ. והסביר את דבריי:-
לא הייתה לי אף פעם בעייה של ייציבות ושיווי משקל בנסיעות על אופנוע, יציבות זו מושגת לאחר תירגול די קצר. הבעיה העיקרית בנסיעה על רכב דו גלגלי היא כיצד לצאת ממצב של כמעט תאונה ואת זה האופנוע הנ"ל לא ייתן, נהפוך הוא, הוא עלול להפריע. לדוגמא, בזאת שהוא "יירצה" לשמור על ייציבותו של האופנוע כשאני דווקא אעדיף ל"השכיב" אותו. ישנה גם סכנה רבה בזה שהאופנוע יעשה צעד שהרוכב לא מודע לו. זה עלול לגרום להעפת הרוכב מהאופנוע.
גם לגבי זה שהרעיון יקל על בדיקת בטיחות של אופנועים, אזי, אופנוע זה לא יוכל לשמש לבדיקת בטיחותית של אופנועים אחרים אלא רק של עצמו.
יציבות של אופנוע בזמן בדיקת הבטיחות אפשר להשיג ע"י הנעתו לאורך מסילה.
בנוסף, ברור לי שמערכת כזו תסרבל ותייקר אופנועים.
לצערי לא ראיתי במאמר התייחסות לסכנות התנועה הנובעת מכתם שמן על הכביש וחול על הכביש (שגם הוא מתנהג כשמן עבור אופנועים). היה מעניין לדעת אם המערכת תורמת בנושא זה.
היה רצוי לצרף למאמר תגובות של אופנענים אחרים המביעים דעתם על נסיעה באופנוע הנ"ל, זה לא היה, וחבל.
שוב אני אומר שזאת דעתי האישית ואני בטוח שאופנוענים אחרים עשויים להביע דיעה שונה.
אין לי ספק שהסטודנט עשה ניתוח מעמיק של תנועת האופנוע והירוויח את התואר השני בכבוד, ואני מאחל לסטודנט / ממציא אורי נגר הצלחה בהמשך דרכו.
שנה טובה
סבדרמיש יהודה