必要なパワーとトルクは何らかの形で関連していますか?


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私は屋外ロボット工学用の新しいプラットフォームを設計しており、プラットフォームを動かすために必要なパワーやトルクを計算する必要があります。それを動かすのに約720 W(モーターあたり360W)の総電力が必要であると計算しましたが、必要なトルクを計算する方法がわかりません。

それは本当に必要なパワーを持ち、トルクを無視することに関するだけですか、それとも簡単に計算する方法がありますか?

プラットフォームの既知のパラメータは次のとおりです。

  • プラットフォーム全体の重量:75 kg。
  • ホイールの数:4。
  • 動力輪の数:4。
  • ホイールの直径:30 cm。
  • モーター数:2。
  • 必要な速度:180 RPM(3 m / s)。
  • 必要な加速度:> 0.2 m / s ^ 2

この使用して20°の傾斜〜55nmのために、自分の番号を差し込むrobotshop.com/blog/en/drive-motor-sizing-tool-9698
smirkingman

回答:


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モバイルロボット用にモーターのサイズを設定する方法についての良いプレゼンテーションは、セントラルイリノイロボティクスクラブのモバイルロボティクス用電動モーターのサイジングです。

そこで概説されている一般的な手順には、以下のステップが含まれます。

  • ステップ1:最悪の場合の総適用力を決定する
  • ステップ2:所要電力を計算する
  • ステップ3:トルクと速度の要件を計算する
  • ステップ4:これらの要件を満たすモーターを見つける
  • ステップ5:モーター特性のプロット

加速の要件もあるので、それも考慮に入れる必要があります。


このリンクをありがとう、Googleを使用してそれを見つけたことはありません:)。ロボットは主に競技用ですが、LIDAR(所有している場合)などの小さなプラットフォームでは実行できないものもテストしたいと思います。私がプラットフォームをこれほど大きくしたいのは、実行中にロボットが完全に自己完結型でなければならないというルールが指定されているためです。
Plecharts 2013

NASA Robo-Opsコンテスト用ですか?
freeman01、2013

いいえ、希望します。主にRobotour用に構築されています。
Plecharts 2013

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freeman01inによる回答は、質問の実用的な側面に関する有用なプレゼンテーション代替ソース)を参照していますが、第一原理の観点からは、タイトルの特定の質問にも回答する価値があります。

ウィキペディアパワー・ページ:

物理学では、パワーはエネルギーが転送、使用、または変換される速度です。電力の単位は、ワットと呼ばれる1秒あたりのジュール(J / s)です...

エネルギー伝達を使用して作業を行うことができるため、電力はこの作業が実行される速度でもあります。階段を上って荷物を運ぶとき、それを運ぶ人が歩いていても走っていても同じ量の作業が行われますが、作業は短時間で行われるため、実行中はより多くの電力が消費されます。電気モーターの出力は、モーターが生成するトルクと出力シャフトの角速度の積です。車両の移動に消費される力は、車輪の牽引力と車両の速度の積です。

時間の経過に伴うパワーの積分は、実行される作業を定義します。この積分は、力とトルクの作用点の軌跡に依存するため、この仕事の計算は「経路依存」と呼ばれます。

一方、WikipediaのTorqueページから:

トルク、モーメントまたは力のモーメントは、(以下の用語を参照)、軸を中心にオブジェクトを回転させる力の傾向である1つの支点またはピボット。力がプッシュまたはプルであるように、トルクはオブジェクトへのねじれと考えることができます。数学的には、トルクは、レバーアームの距離と回転を生成する傾向がある力の外積として定義されます。

大まかに言えば、トルクはボルトやフライホイールなどの物体に対する回転力の尺度です。たとえば、ナットまたはボルトに接続されたレンチのハンドルを押したり引いたりすると、ナットまたはボルトを緩めたり締めたりするトルク(回転力)が発生します。

トルクの記号は通常、ギリシャ語のです。モーメントと呼ばれる場合、一般的に表されます。τM

トルクの大きさは、3つの量に依存します。適用される力、力の点に軸を接続するレバーアームの長さ、および力ベクトルとレバーアームの間の角度です。...

トルクのSI単位はニュートンメートル(N・m)です。

そして、トルク、パワー、エネルギーの関係から、次の式が得られます。

パワーは、単位時間あたりの仕事で、で与えられますここで、はパワー、はトルク、は角速度です。 、はスカラー積を表します。

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