Nieuwe uitdaging "pierre'

Dit is een ware uitdaging!

Klein vraagje:
Hoe houdt Pierre zijn gyroscoop op toeren?

Ik gok zo met de motor die er onder hangt

Dat zou best kunnen, maar als die motor aangestuurd wordt ontstaat een koppel die de gyroscoop versneld cq wrijvingsverliezen opheft en er ontstaat een gelijk tegenkoppel die opgevangen moet worden door het loopwiel. Hoe gaat dat in zijn werk?

Op 10 september 2012 21:14:23 schreef Sine:
Ik gok zo met de motor die er onder hangt

Je mag nooit meer raden

@Ohm pi: Uiteraard moet hij eerst op toeren komen voor hij zelfstandig blijft staan.
Daarna zal er enige torsi zijn, die gecorrigeerd wordt door het contrawiel bovenop.
Op zichzelf zal hij, eenmaal op toeren, weinig tegenwerking krijgen.
Kijk maar eens op youtube naar de gyroscopes, die blijven allen mooi stil staan.

[Bericht gewijzigd door Kareltje op maandag 10 september 2012 21:24:25 (49%)]

Ik denk dat je hier een tweede gyroscoop bij moet zetten, die het juiste tegenkoppel opwekt. Zoiets als het princiepe van de autogyro.

Op 10 september 2012 21:25:48 schreef Tidak Ada:
Ik denk dat je hier een tweede gyroscoop bij moet zetten.

Hier heb ik bij het ontwerp wel rekening gehouden.
De wielen heb ik in 2-voud laten snijden, zodat ik er eentje bij kan zetten.

Na veel googlen blijf ik nog met 1 onbeantwoorde vraag zitten:
Wat gebeurt er als ik 2 gelijke wielen met gelijke snelheid in tegengestelde richting laat draaien?
Blijft dan de gyroscopische werking behouden?
Of valt Pierre dan gewoon om?

De gyroscoop behoudt zijn toerental tov de wereld, want de gyroscoop zit los in zijn frame.
Pierre blijft gewoon staan.

Dat durf ik zo direct niet te zeggen. Theoretische mechanica is mijn sterkste punt niet.
Ik weet alleen dat het met dubbel rotor helicopters (Chinook) en de al eerder genoemde autogyro wordt gedaaan.

Mogelijk zou je het zelfs met één motor moeten kunnen doen en met coaxiaal assensysteem.

Probeer ook eens te kijken naar de opbouw van een gyroscopisch "statief"

Hier een stukje uit Wiki over een gyrobus en de ins en out's, waar je misschien wat aan hebt.
EDIT : http://nl.wikipedia.org/wiki/Gyrobus

Lekkere uitdaging !

@Ohm pi :
Je bedoelt 'zijn positie', neem ik aan...

Ik weet alleen dat het met dubbel rotor helicopters (Chinook) en de al eerder genoemde autogyro wordt gedaaan.

Dit wordt alleen gedaan om de tegengestelde kracht op te heffen, maar een gyroscope werkt wel anders.
Door een zwaar wiel snel rond te draaien wordt er een middelpuntvliedende kracht uitgeoefend die sterker is dan de massa van het ding.

Hier een stukje uit Wiki over een gyrobus en de ins en out's, waar je misschien wat aan hebt.

waar "hier" ?

[Bericht gewijzigd door Kareltje op maandag 10 september 2012 22:06:01 (15%)]

Gevoelsmatig zou ik zeggen dat die 2 gyros (klinkt Grieks) elkaar gaan opheffen. Immers, de tegenwerkende kracht zal de andere richting op zijn als de omwenteling andersom is (lijkt me).
Maar anders, met 1 gyro heb je een contra nodig die steeds harder moet draaien om de verliezen in de gyro op te heffen. Lijkt me ook niet goed. Maar misschien mis ik wat in m'n denkwijze.

@Karel :
Zie edit in mijn vorige post.

Zouden de gyro's, die in modelheli's gebruikt worden geschikt zijn voor jouw doel ?

Verder denk ik ook aan systemen, die in de Wheely gebruikt worden. In ieder geval om van te leren.

Tenslotte natuurlijk ook al die gyrosensoren, die tegenwoordig overal en nergens gebuikt worden (iPad en van die spel besturingen)

Ik heb er wel eens overgedacht om met die dingetjes een soort positiehorizon te maken, zoals in vliegtuigen, maar er zitten mij te veel microprocessors in...

jammer karel, ik had eigenlijk van jou nog wel een wandelende frigo verwacht... JE hebt me ooit eens verteld dat je er aan wilde beginnen.

maar dit is ook een leuk project, ik vraag me alleen af of het haalbaar is...

Op 10 september 2012 21:56:56 schreef Tidak Ada:
@Ohm pi :
Je bedoelt 'zijn positie', neem ik aan...

Beide.
Omdat het toerental tov de wereld niet wijzigt, zal Pierre blijven staan. De positie tov de wereld wijzigt daarom ook niet.
Het frame beweegt tov de wereld, want het frame draait om zijn as, dus het toerental van de gyroscoop tov frame wijkt af tijdens de rotatie van het frame. (Een paar toeren per minuut erbij of eraf gedurende de tijd dat het frame in beweging is)

Wat @flipflop zegt zou wel eens kunnen kloppen. De krachten van de linksdraaiende gyro zouden wel eens de krachten van de rechtsdraaiende gyro kunnen opheffen.
Het zou ook zomaar kunnen dat het roteren van het voetwiel meer koppel kost dan nodig is om de gyroscoop op toeren te houden. Dan is het voetwiel wel in staat om het vereiste koppel te leveren om de gyro op toeren te houden.
Misschien zie ik meer moeilijkheden dan mogelijkheden.

Zouden de gyro's, die in modelheli's gebruikt worden geschikt zijn voor jouw doel ?

Deze gyro's zijn vooral om de heli een betere stabiliteit te geven.
Bij het opvoeren van de voorwaardse snelheid dreigt een heli te kantelen doordat de voorwaardse beweging van de rotor meer lift heeft dan de de achterwaardse beweging (de andere helft)
Ook het ruimtestation ISS beschikt over 3 grote gyro's om het tollen tegen te gaan.

Ik heb juist een filmpje bekeken waar te zien is, dat de 'kooi' juist met de tol mee gaat draaien i.p.v. het tegenovergestelde.
Waarschijnlijk heeft dat te maken met de wrijving op de lagers, zodat de tol de kooi geleidelijk aan mee trekt.
Een ander filmpje, ergens op youtube laat zien hoe een videokop uit een oude VCR mooi stabiel staat te draaien.

edit: het moet een uitdaging blijven, dus geen gekochte gyro

nog een edit:

Op 10 september 2012 22:45:54 schreef High met Henk:
jammer karel, ik had eigenlijk van jou nog wel een wandelende frigo verwacht... JE hebt me ooit eens verteld dat je er aan wilde beginnen.

maar dit is ook een leuk project, ik vraag me alleen af of het haalbaar is...

De wieltjes voor mijn gyro (dus ook de plannen) waren er al vóór Rosmalen 2012, maar de wandelende frigo is zeker niet uit mijn ideeëndoos verdwenen.

[Bericht gewijzigd door Kareltje op maandag 10 september 2012 22:59:17 (21%)]

Een gyrocopter heeft maar een rotor, een passieve, die gaat draaien als het toestel een voorwaardse snelheid heeft. Als deze rotor draait wordt er lift gegenereerd.

Een helicopter heeft een aangedreven horizontale rotor om lift te genereren. Door de reactie-kracht wil het toestel meedraaien, de staartrotor compenseert dit. Als de staartrotor stopt gaat het toestel steeds sneller meedraaien, en wordt oncontroleerbaar. Als de aandrijving van de hefrotor uitvalt (motorstoring), stopt de staartrotor ook, theoretisch is het dan mogelijk om nog te landen, hefrotor vrij laten draaien, en hij blijft nog enige lift geven door het autogyro-effect. Landen is dan soms ook nog mogelijk, maar niet zachtjes.

Bij een Chinook wordt de reactie-kracht van de voorste rotor gecompenseerd door die van de achterste, omdat ze in tegengestelde richting draaien.

Dit is allemaal gebaseerd op de derde wet van Newton; actie =>reactie.

Als je een electromotor in je hand houdt, en dan aan zet, moet je hem tegenhouden. Leg je diezelde motor los op tafel, en zet je hem aan, dan stuitert hij alle kanten op.

Zoals de wet van Ohm uiteindelijk ook blijkt te kloppen, geldt dit ook voor de wetten van Newton. 'Pierre' zal met 1 gyro nooit gaan werken, als dat lukt heb je de basis voor een perpetuum mobile.

Met twee tegengesteld draaiende gyroscopen kan het (theoretisch iig) wel, en dan kan je door minimale verschillen in draaisnelheid ook de rijrichting veranderen. Als dat lukt, kan het een heel erg mooi project worden.

Mooie uitleg, vliegtuigen en heli's is mijn grote interesse, en de werking van een heli is mij dan ook bekend.

Als je een electromotor in je hand houdt, en dan aan zet, moet je hem tegenhouden. Leg je diezelde motor los op tafel, en zet je hem aan, dan stuitert hij alle kanten op.

klopt helemaal. maar wanneer die motor eenmaal op toeren is, blijft hij wel rustig op tafel liggen.
Alleen een versnelling laat het motortje weer eeen tegengestelde richting draaien, en bij een vertraging de andere richting op.
Hierin zit ook mijn idee van besturing.

Welke motors had je in gedachten en eigelijk de onderliggende
vraag: Hoe groot zie je Pierre

Het knapste zou ik Pierre vinden als ie maar twee motoren zou hebben. Volgens mij moet dat kunnen.

Als ik Pierre met z'n wiel naar het noorden gericht neerzet, en hij dreigt naar het noorden te vallen, dan moet de voor-achter motor een stroomstoot krijgen om pierre weer boven z'n wiel te krijgen. Valt ie naar achteren, naar het zuiden, dan moet de stroomstoot de andere kant op.

Al die tijd draait het gyroscoopwiel gewoon eenparig.

Maar nu valt pierre naar het oosten. Wat nu? Mijn idee: snel een stroomstoot richting het gyroscoopwiel, zodat heel pierre 90 graden draait en je weer een stroomstoot naar het voor-achter wiel kan sturen.....

Waar is dat gyroscoopwiel eigenlijk voor nodig?

Tip: Als je hem in micro-formaat zou maken, worden alle tijdsconstanten erg kort. Hoe groter, hoe langzamer alles reageert, en hoe meer tijd je hebt om de correcties in gang te zetten.... Waarom lopen sommige koorddansers met zo'n lange paal? Die kunnen het nog niet zo goed!

Ik denk dat je hier een tweede gyroscoop bij moet zetten, die het juiste tegenkoppel opwekt.

Maar als je besturing (met het gewicht bovenop) werkt, zou je daarmee dan niet ook de tegenkracht van de gyro kunnen compenseren? Dan zou die geen probleem vormen.

Het zou erop neerkomen dat je dan iets meer 'links' dan 'rechts' moet geven (of andersom), wat natuurlijk helemaal niet erg zou zijn.

Op 11 september 2012 07:09:11 schreef Kareltje:
[...]klopt helemaal. maar wanneer die motor eenmaal op toeren is, blijft hij wel rustig op tafel liggen.
Alleen een versnelling laat het motortje weer eeen tegengestelde richting draaien, en bij een vertraging de andere richting op.
Hierin zit ook mijn idee van besturing.

Maar zodra je het motortje beweegt, voel je weer een kracht. Dat heeft dezelfde oorzaak als de klacht bij die gyrobus, die moeiljk de bocht doorkwam.

Ik heb overigens nog eens naar je tekening zitten gluren. Lijkt het je niet verstandiger om det vliegwiel juist zo laag mogelijk te plaatsen ? Dan komt het zwaartepunt lager te liggen en wordt het geheel satbieler.

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op dinsdag 11 september 2012 09:54:30 (17%)]

Voor de motor voor de gyro heb ik nog wel een leuke motor. (borsteloos, en met ingebouwde H-Bridge) Ik ga er vanuit dat je flink wat toeren wilt draaien. Als je zover bent, dan hoor ik het wel.

Op 10 september 2012 21:18:38 schreef ohm pi:
Dat zou best kunnen, maar als die motor aangestuurd wordt ontstaat een koppel die de gyroscoop versneld cq wrijvingsverliezen opheft en er ontstaat een gelijk tegenkoppel die opgevangen moet worden door het loopwiel. Hoe gaat dat in zijn werk?

Hier staat een hoop onzin heb ik net bedacht. De gyroscoop verliest in principe snelheid door wrijvingsverliezen in het lager. Dat geeft dus een koppel op het frame. Deze moet opgevangen worden door de aandrijfmotor onder de gyroscoop. Om de gyroscoop op toeren te houden moet de aandrijfmotor precies dezelfde tegenkoppel leveren. Het resulterend koppel op de het voetwiel is dus nul. De gyroscoop zal wel in een afgesloten behuizing moeten ivm opheffen van het koppel door wrijvingsverliezen van de lucht.

Voor de maten van Pierre:

Als ik Pierre met z'n wiel naar het noorden gericht neerzet, en hij dreigt naar het noorden te vallen, dan moet de voor-achter motor een stroomstoot krijgen om pierre weer boven z'n wiel te krijgen.

Maar als je besturing (met het gewicht bovenop) werkt, zou je daarmee dan niet ook de tegenkracht van de gyro kunnen compenseren? Dan zou die geen probleem vormen.

Dit moet juist de gyroscope voorkomen, dat Pierre omvalt.
Er komt wel een motortje bovenop, die een contragewichtje kort laat draaien om de looprichting van Pierre te regelen.
Dit wieltje zou tevens de de rotatie van het geheel moeten voorkomen.

@FET Het geeft ook niks, als er af en toe gecorrigeerd moet worden.
Het uitdagende is natuurlijk om Pierre zo stabiel mogelijk te krijgen.

Op 11 september 2012 09:51:24 schreef plano:
Voor de motor voor de gyro heb ik nog wel een leuke motor. (borsteloos, en met ingebouwde H-Bridge) Ik ga er vanuit dat je flink wat toeren wilt draaien. Als je zover bent, dan hoor ik het wel.

Als je mij de maten wilt doorgeven, hou ik mij zeker aanbevolen.
Echt spectaculair veel toeren hoeft het niet te maken, maar teveel kan terug gedraait worden.
Het juiste toerental moet toch ondervindelijk bepaald worden.

@Ohm Pi: Zolang de Gyro een constant toerental heeft, blijft de behuizing stilstaan.
Aleen bij versnelling of vertraging krijg je een tegengestelde kracht (Newton)
Dit wanneer er totaal geen weerstand is.
De enige weerstand zijn de lagers, en evt. luchtweerstand, die moet ik zo gering mogelijk zien te krijgen.

Op 11 september 2012 09:50:44 schreef Tidak Ada:
[...]
Ik heb overigens nog eens naar je tekening zitten gluren. Lijkt het je niet verstandiger om det vliegwiel juist zo laag mogelijk te plaatsen ? Dan komt het zwaartepunt lager te liggen en wordt het geheel satbieler.

Dit is best een overweging geweest, maar als ik het vliegwiel lager zou zetten komen de batterijen, motor en pcb bovenin, die samen ook best wel gewichtig zijn.

En mocht alles werken zoals ik hoop, dan komt er ook een compas chip in, die dan de correcties automatisch uitvoert.
Maar zonder die, is het al best een uitdaging, maar dat was Johnny6 ook

Dus de moderne verzie van de bromtol ?