Obliczenia silnika w robocie mobilnym

[skax]

Cześć, mam robota mobilnego o określonej masie, dwa koła napędowe o określonej średnicy z niezależnymi silnikami i dwie kulki podporowe. Chciałbym teraz obliczyć minimalny moment obrotowy jaki trzeba przyłożyć do kół napędowych aby robot mógł ruszyć - jest mi to potrzebne na projekt na studia, wiadomo, że tak to po prostu bym wziął jakieś silniki. Zastanawiam się jak to zrobić, mam masę robota, mam średnicę obu kół napędowych. Zastanawiam się czy muszę uwzględnić tarcie kół oraz kulek podporowych o podłoże i jeśli tak to skąd wziąć współczynniki tarcia. Podobnie czy trzeba uwzględnić bezwładność koła ?

Pozdrawiam

[deshipu]

Musisz uwzględnić opory toczne kół, bezwładność całego robota, a także opór wynikający z "wdrapywania" się robota na nierówności terenu. Współczynnik chyba najprościej zmierzyć.

[SzymonDzw]

Załóż sobie na jakie wzniesienie ma być w stanie wjechać robot:

np. 10 st. - wtedy siła napędowa Fn=M*sin(10st.) [Fn-siła napędowa]

Jeśli chodzi o opory ruchu to interesują Cię opory wewnątrz łożysk, nie kół względem podłoża.

Zasada jest taka:

opory koło - podłoże wpływają na trakcję robota, jak boksuje kołami przy przyspieszaniu - to znaczy że te opory są za małe;

opory koło - łożysko wpływają na napęd - tutaj zależy od średnicy łożysk i typu łożysk jakie użyłeś, jak użyłeś "łożyska typu" śrubka - otwór to nie masz na to wpływu;

bezwładność - tutaj opory od bezwładności wynikają wyłącznie od przyspieszenia robota, tzn. jak zamierzasz budować coś szybko przyspieszającego to się tym przejmujesz, jak nie to masz to gdzieś;

Jak myślisz o kulkach podporowych to załóż, że one się nie kręcą względem własnej osi - tzn. masz do czynienia z tarciem dynamicznym względem podłoża, współczynnik znajdziesz na Wikipedii albo gdzieś w internecie, szukaj "współczynnik tarcia stal - beton". Jak ogarniesz wartość siły napędowej przekraczającą tą wartość oporów to najprawdopodobniej Twój robot będzie w stanie jeździć, jeśli oczywiście nastawiasz się na powolnego robota

[Jamik]

Witam.

Wydaje mi się, ze we wzorze czegoś brakuje. Po lewej stronie jest siła a po prawej moment. Brakuje ramienia, albo siła nie jest siłą.

Jeśli chcesz wyliczyć moment potrzebny do jazdy po wzniesieniu to poza kątem wzniosu potrzebujesz jeszcze masę pojazdu, średnicę kół oraz opory toczenia. Ponieważ opory toczenia to nie to samo co tarcie koło-podłoże. Tarcie wpływa na przyczepność. Opory na moment siły potrzebny do poruszenia pojazdu.

Nie rozumiem również, dlaczego zakładasz, ze kulki podporowe są nieruchome i ślizgają się po podłożu?

[SzymonDzw]

Sory, nie opisałem M we wzorze - to jest ciężkość robota M=m*g - rzeczywiście mylnie to oznaczyłem.

Tak, oczywiście żeby przejść z Fn do momentu na kołach wykorzystujemy wzór na Mkoła [moment na kole] Mkoła = Fn*R/n (R- promień koła, n - liczba napędów/kół napędzanych).

Opory toczenia będą miały bardzo znikomy wpływ na jazdę - rzędu wpływu osiowości zamocowań kół. Są to wartości typu 0,01*ciężar pojazdu, więc tym bym się nie zajmował.

Jeśli chodzi o założenie "nieobracających" się kulek - jest ono czysto inżynierskie, jeżeli pojazd będzie w stanie pokonać przypadek podporu kulką trącą o podłoże to z dużym prawdopodobieństwem poradzi sobie z większością przypadków, w których używa się domowych robocików. Tu chodzi o uproszczenie, które pozwoli wyjść z jakiegoś założenia przy projektowaniu.

[deshipu]

Opory toczenia będą miały bardzo znikomy wpływ na jazdę - rzędu wpływu osiowości zamocowań kół. Są to wartości typu 0,01*ciężar pojazdu, więc tym bym się nie zajmował.

Tak będzie w przypadku robota z twardymi kołami jadącego po szklanej tafli. Robot z gumowymi kołami z bieżnikiem jadący po miękkim dywanie albo trawie będzie miał znaczne opory toczenia, szczególnie gdy sam jest mały i ma małe koła.

[SzymonDzw]

Ach, sory mój błąd. Ciągle miałem przed oczami opory toczenia w samych łożyskach kół. Opory toczenia wynikające z kontaktu z podłożem rzeczywiście będą miały znaczenie. Kwestia tylko czy koła są sztywne czy miękkie, wtedy odpowiednio będą zależały w przybliżeniu tylko od rodzaju podłoża albo od rodzaju podłoża i reakcji opon.