Dimensionarea motoare roți robot de robotosha
Dimensionarea motoare roboți cu roți
Cum de a alege un potrivite pentru motoare de robot cu roți? răspunde la această întrebare cu exactitate la începutul construcției robotului nu este ușor. Pentru a face acest lucru, trebuie să știți greutatea robotului, și el nu a fost încă construit. Cu toate acestea, specificațiile și dimensiunile motoarelor afectează considerabil parametrii finali ai robotului mobil. În scopul de a obține informații complete necesare pentru a analiza cuplul, viteza și puterea. Pentru un robot cu roți după cum este necesar pentru a alege diametrul roții și pentru a determina raportul corect de transmisie al trenului de viteze pentru calcularea vitezei sale.
Cuplu
Cuplul motorului - este forța cu care acționează pe arborele rotativ. Pentru ca robotul a fost capabil să se miște, este necesar ca această forță depășește greutatea robotului (exprimată în N / m).
Unele utilizate în locul conceptului de cuplu. Cuplul termen. De fapt, acesta este unul și același lucru. Ambele momente sunt doar tehnica de cuplu - este sarcina pe roată și cuplu - sarcina în știință tehnică numită „Rezistenta materialelor“.
Luați în considerare un model idealizat extrem de simplificat al unui robot cu roți.
Un model simplificat al unui robot cu roți
În acest caz, greutatea robotului este de 1 kg. și dorim să maximizeze viteza de 1 m / s la raza roată egală cu 20 mm.
Atunci când conduceți într-o linie dreaptă, la o distanta de 1m. Calculăm accelerația necesară pentru a atinge viteza de 1 m / s.
în care: - distanța parcursă de robot, - viteza inițială a acestuia (începe cu spațiul, deci)
în cazul în care - viteza robotului, este de accelerare.
Înlocuim valorile adoptate în modelul nostru, obținem
Cuplul care este necesară deplasarea robotului și primirea accelerației necesară pentru a atinge o viteză maximă se calculează după cum urmează:
La - momentul de inerție și - accelerația unghiulară, obținem
Acolo m / s 2 - accelerare liberă cădere (rotunji până la 10), - raza roților; - masa totală a robotului
Substituind valorile, obținem
Pentru a converti valoarea exprimată în N m în kg-cm, este necesar să se ia în considerare că 1H = 0,102 kg și 1 m = 100 cm. Prin urmare, 50 mN · m = 50 x 0.102. 1000 * 100 = 0,51 kg · cm.
Cuplul care rezultă este distribuit între două motoare ale robotului și trebuie să fie împărțită la uneltele folosite raportul de transmisie (mai multe despre treptele de viteză pot fi citite aici).
Pentru a calcula viteza maximă a motorului de putere, avem nevoie, care este exprimat în rotații pe minut
sau în radiani pe secundă
prin frecvența circulară
Substituind raza roată, obținem
Puterea este proporțională cu cuplul motorului și viteza:
Substituind formula pentru cuplul și frecvența, obținem:
Folosind propriile lor valori, obținem
Din nou, avem putere totală pentru toate motoarele, în acest caz, motorul în doi, așa că trebuie să împartă cu două, și, la fel ca în cazul cu calcularea cuplului atunci când se utilizează unelte, împărțit la raportul de transmisie de roți dințate.
Rețineți că am calculat puterea mecanică generată de motor, în loc de energia electrică. ei consumă. Este necesar să se ia în considerare eficiența motorului, care va varia în funcție de motor. Motoarele trebuie să aleagă, desigur, cu o mai mare eficiență.
Pentru o performanță optimă, utilizarea mai eficientă a motoarelor cu o rezervă de putere de cel puțin de două ori.
De exemplu nostru, robotul cu două roți, utilizând un raport de transmisie egală cu 10, caracteristicile motoarelor montate sunt următoarele:
- Viteza - 477 · 10 ≈ 5.000 $ / min
- cuplu - 50 mN · m / 10 = 5 mN · m
- energie electrica - 5 W (am luat randament de 90%)
Cum apreciați această publicație? (14 voturi, medie: 4.93 din 5)