Связаны ли мощность и крутящий момент каким-либо образом?

9

Я разрабатываю новую платформу для наружной робототехники, и мне нужно рассчитать мощность и / или крутящий момент, необходимые для перемещения платформы. Я подсчитал, что мне нужно около 720 Вт общей мощности для его перемещения (360 Вт на двигатель), но я не знаю, как рассчитать нужный мне крутящий момент.

Это действительно просто необходимая мощность и игнорирование крутящего момента, или есть способ легко его рассчитать?

Уже известными параметрами платформы являются:

Вес всей платформы: 75 кг.
Количество колес: 4.
Количество приводных колес: 4.
Диаметр колес: 30 см.
Количество моторов: 2.
Требуемая скорость: 180 об / мин (3 м / с).
Требуемое ускорение:> 0,2 м / с ^ 2

mobile-robot design motor

— Plecharts
источник

Подключив в ваших чисел, для 20 ° наклона ~ 55нм с помощью этого robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizing-tool-9698

— smirkingman

6

Хорошая презентация о том, как определить размеры ваших двигателей для мобильного робота, - Sizing Electric Motors for Mobile Robotics из Центрального иллинойского клуба робототехники .

Общая процедура, изложенная здесь, включает следующие шаги:

Шаг первый: Определите общую приложенную силу в худшем случае
Шаг второй: рассчитать потребляемую мощность
Шаг третий: Рассчитайте требования к крутящему моменту и скорости.
Шаг четвертый: Найти двигатель, который отвечает этим требованиям
Шаг пятый: график характеристик двигателя

Так как у вас также есть требование ускорения, вам также нужно будет учесть это.

— freeman01in
источник

Спасибо за эту ссылку, никогда не нашел ее с помощью Google :). Робот в основном для соревнований, но я также хочу протестировать некоторые вещи, которые не возможны на небольших платформах, таких как LIDAR (если я получу собственную). Причина, по которой я хочу, чтобы платформа была такой большой, заключается в том, что правила определяют, что робот должен быть полностью автономным во время работы.

— Plecharts

Это для соревнования NASA Robo-Ops?

— freeman01in

Нет, я желаю. Он в основном построен для Robotour .

— Plecharts

7

Хотя ответ freeman01in ссылается на полезную презентацию ( альтернативный источник ) по аспекту практического применения вашего вопроса, вероятно, стоит также ответить на конкретный вопрос в названии с точки зрения основных принципов.

Со страницы Википедии :

В физике мощность - это скорость, с которой энергия передается, используется или трансформируется. Единицей мощности является джоулей в секунду (Дж / с), известный как ватт ...

Передача энергии может использоваться для выполнения работы, поэтому мощность - это также скорость, с которой эта работа выполняется. Тот же объем работы выполняется при переносе груза вверх по лестнице независимо от того, идет ли человек, несущий ее, или бежит, но во время бега расходуется больше энергии, потому что работа выполняется за более короткое время. Выходная мощность электродвигателя является произведением крутящего момента, создаваемого двигателем, и угловой скорости его выходного вала. Мощность, затрачиваемая на движение транспортного средства, является произведением силы тяги колес и скорости транспортного средства.

Интеграл власти во времени определяет проделанную работу. Поскольку этот интеграл зависит от траектории точки приложения силы и крутящего момента, этот расчет работы называется «зависимым от траектории».

Между тем, со страницы Википедия Torque :

Крутящий момент, момент или момент силы (см. Терминологию ниже), представляет собой тенденцию силы вращать объект вокруг оси, 1 точки опоры или оси вращения. Так же, как сила - это толчок или тяга, крутящий момент можно рассматривать как поворот объекта. Математически крутящий момент определяется как перекрестное произведение расстояния между рычагом и рычагом, которое имеет тенденцию вызывать вращение.

Проще говоря, крутящий момент является мерой силы поворота на объекте, таком как болт или маховик. Например, нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Символом крутящего момента обычно является , греческая буква тау. Когда она называется момент, она обычно обозначается . $\boldsymbol{\tau}$ $M$

Величина крутящего момента зависит от трех величин: приложенной силы, длины рычага рычага, соединяющего ось с точкой приложения силы, и угла между вектором силы и рычагом рычага. ...

Единица СИ для крутящего момента - ньютон-метр (Н · м).

А из соотношения крутящего момента, мощности и энергии вы получите формулу:

Мощность - это работа в единицу времени, определяемая как где - мощность, - крутящий момент, - угловая скорость и представляет скалярное произведение.
$P = τ \cdot ω$ $P = \boldsymbol{\tau} \cdot \boldsymbol{\omega}$ $P$ $\boldsymbol{\tau}$ $\boldsymbol{\omega}$ $\cdot$

— Марк Бут
источник