计算机器人所需的电机功率


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我正在构建一个重量不到75公斤并且能够承载人员的机器人,因此,我需要选择功能强大的电动机,以标准的18英寸高尔夫球车轮以12英里/小时的速度移动约166公斤。

之所以选择20年代的加速度,是因为它很合理。

这些是我的计算:

200 lbs person is 91 kg.
Total Robot Weight: 75 kg + 91 kg = 166 kg

Calculate Required Torque:

12mph / 20s is 0.268224 m/s^2
0.268224 m/s^2 * 166 kg is 44.5N of Force
44.5N * 18in (Wheel Diameter) is 20.3 J (aka N*m) of Torque

Potential Motor:

ZY6812 250W24V (Razor E300 Motor)
Specs: 3350RPM No Load, 2750RPM Load, 0.9 N*m, 8.9A (15.4A Stall)

Motor Torque:

4x motors = 1000W @ 3.6 N*m of Torque total.
1:8 Gear Reduction -> 22.8 N*m Torque @ 418.75 RPM.

Motor Speed:

12mph with 18in wheels = 224 RPM Required Speed.
250W / 20.3J = 12.32 Hz = 739.2 RPM, so speed is possible with desired torque.
22.8 >= 20.3 and 418.75 >= 224, the motors can move 166 kg at 12mph or more and accelerate in 20s or less.

假设齿轮比为1:8,则这些250W电动机中的4个应该足以以两倍的速度承受重量。这些计算是否有效,还是我搞砸了?


您必须知道变速箱和驱动轮的损失。如果使用便宜的组件,这很容易导致所需功率的两倍。

@BrianCarlton该网站是电气工程
罗素·麦克马洪

@Pecacheu-快速浏览,我可能错过了一些东西,因为F = ma,m = 166 kg,A〜= 1 m / s / s,它们的F <> 49.5N。两者之间的系数为3.6。来源不明显。
罗素·麦克马洪

好的,固定。我写下了错误的加速值。

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这不能回答您的问题,但是在设计机器人的运动学时可能需要考虑这一点。移动设备中的人员舒适度通常与运动的加速度有关,即加速度的导数。加速度的阶跃变化趋向于非常“生涩”。例如,电梯通常被设计成具有恒定的急动运动学曲线,其产生线性加速度,二次速度和立方位置。您可能需要研究有关混动的车辆的人体工程学。对于可接受的混响限制,我没有任何硬性数字。
ConjuringFrictionForces
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