複数のモーターで単一のシャフトを駆動する効果的な方法は?


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「なぜ大きなモーターを使用しないのか」という質問に答えるために、私はFTC(First Tech Challenge)ロボットチームの高校のメンターです。それらは、使用が許可されているもの、特にモーターにある程度制限されています。最大8x 1.5 ft-lb 12v DCモーター、最大

今年、彼らはより多くのリフティングパワーを必要とする問題に遭遇しましたが、それはギアリングで助けられますが、リフトを得るために必要な速度が非常に高く、非常に短い(2分)競争では、頻繁に上下する必要がありました。

私が考えた可能性(そして、まだ混乱する時間はありませんでしたが、私は研究し、エンジニアよりも自分自身より良いインプットを得ようとしています。)

  • シャフト上の同じギアを直接駆動する2つのモーターを持つことは、最初の明らかな答えのように見えますが、エラーが発生しやすくなります(同期がずれて研削される可能性があります)。
  • 被駆動軸上の2つの独立したプーリーを駆動する2つのモーター。ギアの詰まりの問題なく理論的には電力を得るはずです。

私は子供たちに実験とテストをしてもらうことを計画していますが、私のMEの経験は非常に弱いため、入力を求めています。


モーターの軸が完全に通っている場合は、ギアを入れずに、軸と軸(共通シャフト)を一直線に連結できます。
SF。

回答:


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差動正確にあなたが提案する何をするために設計された機械装置です。これにより、2つのモーターがわずかに異なる速度で回転し、動力を結合します。ディファレンシャルの最も一般的な使用法は、自動車のドライブトレインで、1つのエンジンから両方の車輪に動力を与えながら、車輪を異なる速度で回転させることです。 。

ここに画像の説明を入力してください


それは素晴らしいです、私はそれを調べます。:)
trycatch

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シボレーの短編映画「Around the Corner」の短編をご覧ください。このビデオは、私がこれまでに見つけた差動歯車の最も簡潔で簡単な説明です。ディファレンシャルの動機付けの問題を説明するだけでなく、単純なインクリメンタル調整がディファレンシャルギアをどのようにもたらすかについても説明します。youtu.be
Paul

@Paulそれはそれがどのように機能するかについての良い明確な説明です。リンクをありがとう。
クリスミューラー

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メカニカルディファレンシャルはあなたが求めることを行いますが、実際には必要ありません。

2つの同一の電気モーターを同じシャフトに接続できます。そもそも同期の問題がないため、「同期がずれること」はありません。2つのモーターを同じように駆動すると、両方が同じトルクに近くなります。一方のトルクはもう一方のトルクよりもわずかに大きくなりますが、2つのトルクが追加されます。少しのミスマッチでも害はありません。

最悪の場合、1つのモーターをフルに駆動し、もう1つのモーターをまったく駆動しません。駆動されていないモーターは、電気接続が開いている限り、シャフトにわずかな摩擦負荷を加えます。負荷なしでそのシャフト速度で回転するように各モーターを十分に強く駆動する限り、速度を落とすことはありません。一方がシャフトにトルクを追加し、もう一方が抵抗を追加するには、2つのモーターを大幅に異なる方法で駆動する必要があります。

これは、モーター速度を調整しようとしている閉ループコントローラーがないことを前提としています。コントローラーがモーターに見える有効な等価電圧のみを変更している限り、2つのモーターを直接接続しても問題ありません。


ほんと?どういうわけか、最悪の場合は1つのモーターがX rpmで動作し、もう1つのモーターが2の分数の非累乗で動作し、歯がときどき出会うか何かになると思いました。しかし、より強力なモーターは物事を推進し続けると思いますか?
trycatch

@tryc:両方のモーターが同じシャフトに接続されているため、両方が常に同じ速度で動作します。シャフトカプラーを使用しているので、ギアの歯がこれとどのように関係しているのかわかりません。2つのモーターの間にギアは必要ありません。所定の速度での唯一の問題は、モーターがシャフトに加えるトルク(正または負)です。同じモデルのモーターを電気的に接続すると、同じ電圧と速度でのトルクはかなり近くなります。たとえば、一方が他方の80%であっても、モーターを最適に使用しない限り、実際の害はありません。
オリンラスロップ

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モーターが永久磁石DCタイプで、ネームプレートが同じで特性が異なる場合(製造の不整合により)、並列よりも直列に接続する方が適切です。これは、モーターがダイナモとして機能し、印加電圧で克服しなければならない逆電圧を生成するためです。例:2つのモーター、1つの速度で10Vの逆電圧、1つの電圧で11Vの逆電圧。どちらも抵抗が1オームです。それらを12V電源に接続すると、モーターAは(12-10)/ 1 = 2アンペア、モーターBは(12-11)/ 1 = 1アンペアを引き込みます。トルクは電流に比例するため、各モーターには異なる電流/トルクがあります。
レベルリバーセント

代わりに、2つの公称6Vモーターを選択して直列に接続することにより、この問題を回避できます。したがって、それぞれに同じ電流が流れるようになります(したがって、実質的に同じトルクになります)。どちらの場合でも、1つのモーターの故障が他のモーターに与える影響について考える必要があります。
レベルリバーセント

「シャフトカプラーを使用しているので、ギアの歯がこれとどのように関係しているのかわかりません。」ああ。ああ。同じシャフトを直接駆動することは考えていませんでした。私の考えでは、モーターAギア駆動->シャフト上のギア<-モーターBギア駆動そして、1つのギアがスリップしてシャフト上のギアと同期しなくなり、研削/キャッチを引き起こす可能性がありました。
trycatch

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以前は2つのモーターを結合することが問題でした。彼らは、それらの間の電流引き込みとバランスをとることにより、2つのバランスを取ります。2つのモーターを結合することは、互いにペアにできるデジタルドライブの出現により、もはや問題ではなくなりました。これにより、2つのシャフトとジャックシャフトの古い結合が解決されます。

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