¿Diferencias entre la dirección de Ackermann y los bi / triciclos estándar con respecto a la cinemática?

Tengo la siguiente pregunta de tarea:

¿Cuáles son las diferencias generales entre los robots con dirección Ackermann y las bicicletas o triciclos estándar con respecto a la cinemática?

Pero, no veo qué diferencias debería haber, porque un robot similar a un automóvil (con 2 ruedas traseras fijas y 2 ruedas delanteras ajustables dependientes ) puede verse como un robot similar a un triciclo (con una sola rueda delantera ajustable en el medio).

Luego, si deja que la distancia entre las dos ruedas traseras se acerque a cero, obtiene la bicicleta.

Entonces, no puedo ver ninguna diferencia entre esos tres robots móviles. ¿Hay algo que este olvidando?

Estás cometiendo dos errores que puedo ver, ambos relacionados con la idea de "reducir" el conjunto de ruedas delanteras o traseras en una sola rueda.

En lugar de pensar en la dirección de Ackermann como (conceptualmente) una sola rueda, imagine expandir la única rueda delantera de un triciclo en 2 ruedas. Al principio, el neumático se ensancha, luego se divide en dos neumáticos, luego se separan más, pero los ejes de las dos ruedas permanecen en la misma línea. En otras palabras, terminas con un "eje de viga delantera orientable" como el que encontrarás en un vagón de juguete, no un sistema Ackermann:

Se podría pensar en un sistema Ackermann como dos bicicletas soldadas una al lado de la otra, señalando que la conexión de las ruedas delanteras no se resuelve simplemente obligando a que sus ángulos de dirección sean iguales. En su lugar, puede observar técnicas como la teoría de Burmester para diseñar el enlace cinemático adecuado entre ellas. (En la solución de Ackermann, es un enlace de 4 barras).

Para las ruedas traseras, ignora la capacidad de inclinarse. En otras palabras, una bicicleta no es simplemente un triciclo con cero espacio entre sus ruedas traseras; inclinarse es una parte integral de mantener la estabilidad con solo dos puntos de contacto.

(cambio de peso para mantenerse estable, a través de " Dirección del triciclo "), (inclinado para girar, a través de La estabilidad de la bicicleta )

Inclinarse es más una discusión dinámica que cinemática, pero vale la pena señalar que afecta a los neumáticos: los neumáticos de bicicleta / motocicleta tienen una sección transversal redondeada para acomodar esa inclinación, mientras que los neumáticos de automóvil / moto tienen una sección transversal más plana.

Tienes razón en que no hay diferencia cinemática.

La cinemática no considera por qué suceden las cosas, es decir, la estabilidad dinámica.

Hay diferencias físicas obvias, pero cuando las matemáticas se resuelven para cinemática, debería ser lo mismo. Por supuesto, esto implica un cierto límite realista en el nivel de cinemática. Por ejemplo, se ha señalado que una bicicleta se inclina para conducir, pero eso solo ocurre una vez que se alcanza cierta velocidad. Hasta entonces, la cinemática es diferente. Y una vez que se alcanza esa velocidad, la precesión giroscópica también se ve involucrada. Uno tiene que elegir dónde se satisface lo razonable. Si crees que se puede modelar toda la física, tengo algunos contactos en las carreras de motos de Yamaha que me gustaría presentarte.

Encontré un PDF que describe las matemáticas en detalle. La matemática cinemática para ackerman se conoce como el modelo de bicicleta. A menos que sea un chiste cruel, diría que implica la respuesta correcta a su pregunta.