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乗車日記

自転車ときのこ

剛体モデルへ移行準備

計算

やはりフレームが0.1%ほど伸び縮みして振動するときの様子を振動を1マイクロ秒単位で計算するのは馬鹿らしい。カーボンフレームの振動吸収性は再現できるかもしれないが、計算速度が落ちてリアルタイムで結果を表示できなくなってしまう。よって、フレーム全体は剛体、そこにばねでサスペンションがついているモデルに移行することにした。
 サスペンションはストロークの方向にはバネ的にフレームについているが、ストロークに垂直な方向にはフレームに剛体としてくっついている。このあたりを統合的に扱うのが面倒くさい。いろいろ考えた結果、下記のように扱うと矛盾なくいけそうな気がしてきた。

  1. サスにホイールから加わる力をストロークに平行なものと垂直なものに分け、平行なものは空気バネを押し、垂直なものはさらにフレームの重心から車軸へのベクトルに平行なものAと垂直なものBに分ける。
  2. そしてさらにAをフレームとフォーク(フォーク下部+ホイール)の質量比で、フレームにかかる成分とフォークにかかる成分に分ける。
  3. Bはフレームの慣性モーメントとフレーム重心から見たフォークの慣性モーメントの比で、フレームにかかる慣性モーメントと、フォークにかかる慣性モーメントに分ける。フォークにかかる慣性モーメントは、力に換算し直して、フォークにかける。

実装はちょっと面倒そう。あと、ブレーキングと、ペダルをこいでトルクを加えたときのホイールの挙動も導入したい。人間の体のモデル化もしなくては。足とか手とか胴体とか、どういう重量バランスになっているのだろうか?まさか切って量るわけにも行かない。人間に脳みそを搭載して機械学習で最適ブレーキタイミングを考えさせたりできたら最高だ。どうやるのかさっぱり分からないが・・・
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