Potenza e coppia richieste sono correlate in qualche modo?


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Sto progettando una nuova piattaforma per la robotica esterna e ho bisogno di calcolare la potenza e / o la coppia necessaria per spostare la piattaforma. Ho calcolato che ho bisogno di circa 720 W di potenza totale per spostarlo (360 W per motore), ma non so come calcolare la coppia di cui ho bisogno.

Si tratta davvero di avere la potenza richiesta e di ignorare la coppia o c'è un modo per calcolarla facilmente?

I parametri già noti della piattaforma sono:

  • Peso dell'intera piattaforma: 75 kg.
  • Numero di ruote: 4.
  • Numero di ruote motrici: 4.
  • Diametro delle ruote: 30 cm.
  • Numero di motori: 2.
  • Velocità desiderata: 180 RPM (3 m / s).
  • Accelerazione desiderata:> 0,2 m / s ^ 2

Collegare i numeri, per una pendenza di 20 ° ~ 55Nm usando questo robotshop.com/blog/it/drive-motor-sizing-tool-9698
smirkingman

Risposte:


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Una buona presentazione su come dimensionare i motori per un robot mobile è il dimensionamento dei motori elettrici per la robotica mobile dal Central Illinois Robotics Club .

La procedura generale qui descritta comprende i seguenti passaggi:

  • Fase 1: determinare la forza applicata totale nel caso peggiore
  • Fase due: calcolare il fabbisogno di energia
  • Fase tre: calcolare i requisiti di coppia e velocità
  • Fase quattro: trovare un motore che soddisfi questi requisiti
  • Fase cinque: tracciare le caratteristiche del motore

Poiché hai anche un requisito di accelerazione, dovrai anche tenerne conto.


Grazie per questo link, non l'ho mai trovato usando Google :). Il robot è principalmente per la concorrenza, ma voglio anche testare alcune cose che non sono possibili utilizzando piattaforme più piccole, come LIDAR (se riesco a possederne una). Il motivo per cui voglio una piattaforma così grande è perché le regole specificano che il robot deve essere completamente autonomo durante l'esecuzione.
Plecharts,

È per la concorrenza della NASA Robo-Ops?
freeman01 nel

No io desidero. È costruito principalmente per Robotour .
Plecharts,

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Mentre la risposta di freeman01in fa riferimento a una presentazione utile ( fonte alternativa ) sull'aspetto pratico dell'applicazione della tua domanda, probabilmente vale la pena di rispondere anche alla domanda specifica nel titolo, in termini di primi principi.

Dalla pagina Power di Wikipedia :

In fisica, la potenza è la velocità con cui l'energia viene trasferita, utilizzata o trasformata. L'unità di potenza è il joule al secondo (J / s), noto come watt ...

Il trasferimento di energia può essere usato per fare il lavoro, quindi la potenza è anche la velocità con cui questo lavoro viene eseguito. La stessa quantità di lavoro viene eseguita quando si trasporta un carico su una rampa di scale indipendentemente dal fatto che la persona che lo trasporta cammina o corre, ma durante la corsa viene consumata più energia perché il lavoro viene eseguito in un breve periodo di tempo. La potenza di uscita di un motore elettrico è il prodotto della coppia generata dal motore e della velocità angolare del suo albero di uscita. La potenza spesa per spostare un veicolo è il prodotto della forza di trazione delle ruote e della velocità del veicolo.

L'integrale del potere nel tempo definisce il lavoro svolto. Poiché questo integrale dipende dalla traiettoria del punto di applicazione della forza e della coppia, si dice che questo calcolo del lavoro sia "dipendente dal percorso".

Nel frattempo, dalla pagina Torque di Wikipedia :

Coppia, momento o momento di forza (vedere la terminologia di seguito), è la tendenza di una forza a ruotare un oggetto attorno ad un asse, 1 fulcro o perno. Proprio come una forza è una spinta o una trazione, una coppia può essere pensata come una rotazione di un oggetto. Matematicamente, la coppia è definita come il prodotto incrociato della distanza e della forza del braccio di leva, che tende a produrre una rotazione.

A grandi linee, la coppia è una misura della forza di rotazione su un oggetto come un bullone o un volano. Ad esempio, spingendo o tirando la maniglia di una chiave collegata a un dado o un bullone si produce una coppia (forza di rotazione) che allenta o stringe il dado o il bullone.

Il simbolo della coppia è in genere , la lettera greca tau. Quando viene chiamato momento, è comunemente indicato con .τM

L'entità della coppia dipende da tre quantità: la forza applicata, la lunghezza del braccio della leva che collega l'asse al punto di applicazione della forza e l'angolo tra il vettore della forza e il braccio della leva. ...

L'unità SI per la coppia è il metro newton (N · m).

E dalla relazione tra coppia, potenza ed energia ottieni la formula:

La potenza è il lavoro per unità di tempo, dato da dove è potenza, è la coppia, è la velocità angolare e rappresenta il prodotto scalare.

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Pτω
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