Jakie silniki DC do platformy mobilnej, obliczenie momentu znamionowego (obrotowego)?

[jaras89]

Dzięki za odpowiedzi, jeszcze zapewne później będę miał kilka pytań związanych z tym aku.

Może ktoś sprawdzić moje obliczenia, między innymi ten nieszczęsny moment:

Podzieliłem platformę na 4 części, będę starał się, aby masa była rozmieszczona równomiernie, więc każdy silnik będzie musiał podołać teoretycznie masie 2,5kg na ramieniu 8cm

[Mihau]

Moment... no niestety raczej tak tego nie można liczyć. Przy braku oporów teoretycznie każdy silnik ruszyłby każdą konstrukcję. Tak jak np. sonda Deep Space 1 o masie prawie 500kg była napędzana przez silnik jonowy o ciągu 0,092N (!).

Także silnik musi zrobić dwie rzeczy (kiedyś to ładnie Barman tłumaczył):

1. pokonać wszystkie opory ruchu

2. nadać przyspieszenie pojazdowi.

Jak oszacujesz opory ruchu i określisz satysfakcjonujące Cię przyspieszenie, będziesz miał moment.

Czemu nie można tego liczyć tak jak Ty próbowałeś? Silniki nie będą podnosiły tych 2,5kg, muszą je tylko pchać. Warto jeszcze zauważyć, że przecież moment tylnych silników powodowałby poderwanie pojazdu, a przednich docisk do podłoża. Zatem jedynie tylne silniki by niejako walczyły z grawitacją, natomiast siła przy przednich miałaby zgodny z nią zwrot.

Jeśli chodzi o podrywanie robota do pionu, to szczerze mówiąc już mnie cholera bierze, bo nie mam zupełnie pomysłu jak się za to zabrać. Skomplikowany problem wymyśliłeś 😋

Pozdrawiam 🙂

[Bobby]

Mihau, w kwestii poderwania przodu - musimy znać moment bezwładności robota wokół osi kół, wszystkie parametry kół (moment bezwładności, promień, współczynnik tarcia...), i kilka innych danych, ale sądzę, że moment wyszedłby kosmiczny. Niestety robot nie jest jednorodną bryłą sztywną, więc z obliczeniami nie będzie tak hopsiup. Myślę, że i tak ograniczeniem będzie współczynnik tarcia kół o podłoże - zanim by się poderwał, paliłby gumy w miejscu.

[Mihau]

Jeśli rozkład masy byłby równomierny to myślę, że można by robota uprościć do prętu. A bezwładność koła pominąć 😃 Współczynnik tarcia faktycznie mógłby trochę namieszać, chociaż teoretycznie docisk będzie rósł w miarę podnoszenia robota. No tylko pytanie czy on nie jest najważniejszy na samym początku. Po poderwaniu (a moment na to nie byłby Fg*l/2 ?) ważna byłaby też prędkość obrotowa silnika, konkretnie silnik musi mieć przyspieszenie większe niż grawitacja nadawałaby opadającemu korpusowi. Czyli siła na kołach musiałaby mieć minimum, zaryzykuję, Fg*sin(alfa)*cos(alfa)? Alfa - kąt nachylenia robota względem podłoża.

Nie mam pojęcia. Może zapytam o to fizyka, ciekawe co powie 😋

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[jaras89]

Panowie a może by to zrobić tak - trzymamy jedną oś w rękach i silniki muszą wytworzyć taki moment, aby robot się obrócił:

ale wtedy chyba wychodzi kolosalny moment (pomiędzy jedną a drugą osią jest 15cm masa na tym ramieniu 8-10kg)

M=ramię*przyciąganie ziemskie(czy może jakieś moje przyspieszenie)*masa

M=0,15*9,81*10=14,715Nm

Co wy na to?

[Wojtek]

Fg*sin(alfa)*cos(alfa)? Alfa

oj chyba na trygonometri się spalo. W każdym razie sin alfa * cos alfa zawsze równa się 1.

[Mars]

A od kiedy tak jest?

Chyba też przespałem ; D

[Bobby]

Wojtek, sin^2 x i cos^2 x 😉 W dodatku +, a nie *. Z mnożeniem jest tgx*ctgx=1

[Wojtek]

Wojtek, sin^2 x i cos^2 x 😉 W dodatku +, a nie *. Z mnożeniem jest tgx*ctgx=1

No tak ,mój błąd ale tu mówimy o 90 stopni więc wyjdzie 0.

[Bobby]

Niekoniecznie mówimy o 90*, poza tym właśnie - 0 to zupełnie coś innego niż twoje 1 😋

[Wojtek]

Wracając do problemu teoretycznie żeby ten pojazd się poderwał i wylądował na brzuchu to w czasie ruchu należy nagle zablokować przednia oś (jakiś zewnętrzny hamulec samą bezwladnoscia będzie trudno bo jej składową y to 0) . Silnik dalej by pracował i jego moment został by skierowany w stronę przeciwną. Do obliczenia siły nie potrzeba żadnych f. trygonometrycznych ( no chyba że ktoś się uprze na jakiś kat nie podzielny przez pi) wystarczy policzyć siłę potrzebną do uniesienia środka ciężkości (zwiekszy się energia potencjalną środka masy) i pomnazyc przez ramię.

[deuther]

Witam, Twoja sprawa wygląda dwojako:

1) musisz policzyć moment zastępczy układu (jego wartość podzielisz potem przez 4, bo sa 4 silniki), aby dobrać silniki

2) musisz policzyć moment który pozwoli Ci postawić robota do pionu.

Gdy przeliczysz oba te momenty zorientujesz się, że jeden z nich jest większy, więc do niego będziesz dobierał silnik.(zawsze do większego) Przy czym oczywiście uwzględniamy, ze robota napędzają 4 silniki, a pinowanie 2. Od razu podpowiem, że większym momentem będzie ten pionujący robota, więc tego drugiego nie musisz liczyć. Następnie mnożysz go dodatkowo przez współczynnik bezpieczeństwa (minimalnie 1,5; ale jak możesz to dałbym 2).

I teraz tak, nie ponimajem tych całych powyższych dywagacji, ponieważ jak rozumiem, chcesz podrywać robota bez rozpędzania, czyli tylną osią ze stanu spoczynku. Dobrze napisał Wojtek. Podnosisz środek masy robota, ale pamietaj, że podnosisz go w pionie. Czyli tylna oś podjeżdża do przodu, a przednia podnosząc się, lekko cofa. (w rzeczywistości zawsze całość wyląduje lekko z przodu)

Z czego skorzystać?

Żeby się nie pomylić. W tym zadaniu mamy 3 różne momenty:

-zastępczy moment kół osi,
-moment pionujący

-moment ciągnący w dół

Moment kół zamieniamy na siłę przyłożoną w punkcie styku opon (w kierunku środka) Siła ta pomnożona przez ramie od środka masy tworzy moment pionujący. Musi on być większy niż Moment który ciągnie Ci robota do dołu. Natomiast moment ciągnący w dół to po prostu ciężar(sr.cieżk.)*odległość od styku opon.

(pamiętaj, że moment to NIE jest sila * wektor wodzący tylko siła * RAMIE, to będzie u Ciebie istotne) Wartość momentu pionującego będzie maleć z powodu zmiany kąta i rosnąć z powodu zmiany długości ramienia. Podpowiem, że wypadkowa będzie maleć.

Aby uprościć

Wyobraź sobie że robot leży na obrusie i ma na sztywno poprzyklejane osie. Ty musisz tak szybko wysunąć obrus aby robot stanął pionowo. Wartość siły wyciągania obrusu powinna być podobna (uproszczenie) do siły na obwodzie Twoich kół, skąd już łatwo obliczyć moment. Ważne jest abyś zadbał o dobrą przyczepność opon. (tancerze mają jakiś spray do butów)😉

[Wojtek]

Aby efekt był ciekawszy może sprobojesz go jednak wypionowac bezwladnoscia w sensie bez zewnętrznego blokowania kół tylko gwałtownie hamując. Trzeba wtedy sobie zdać sprawę że wszystko zależy tu od siły bezwladnosci ktora wynika z przyspieszenia ujemnego przy hamowaniu a to z kolei z pretkosci poczatkowej. Sam moment kół nie odgrywa więc tu większej roli.Wydaje mi się że należało by porównać energie kinetyczna z potencjalną środka masy aby znaleźć potrzebną prędkość. Trzeba się zastanowić także nad stratami wynikającymi z nie idealnego tarcia i hamulca.

Z kwestii budowy do powyższego zastosowania przednią os zrobił bym luźną a napęd tylko na 2 tylne koła. Wazne jest to aby pojawiało się duże przyspieszenie ujemne a więc aby móc szybko nimi hamować. Idealne były by tu silniki bezszczotkowe w których jeśli podasz odpowiednio napięcia to możesz je dosłownie zablokować w jednej chwili.

Pozostaje jeszcze kwestia aby przyblokowac w momencie hamowania obrót osi przedniej ale to już skomplikowana sprawa.

Zawsze możesz jeszcze przeanalizować co się dzieje w rowerze gdy hamujesz przednim kołem.

[deuther]

Chłopaki z National Instruments zrobili takiego robota. Myśle, że warto sie z nimi skontaktować. Tylko, że oni nie przebierali w kasie;) Z tego co pamiętam zrobili to na maxonach.

[jaras89]

Dzięki Panowie za posty, jak na razie zrobiłem coś takiego na zaliczenie projektu, mam nadzieje, że przejdzie chociaż na 3. Chwilowo na politechnice zaczęła się sesja, dlatego też nie zaglądałem na forum, jak skończy się ta bitwa postaram się robić coś dalej z tą platformą, ale to dopiero pod koniec lutego :/ Jak na razie doszedłem do wniosku, że na "plecach" to ona nie musi jeździć, gdyż elementy mogą się nie zmieścić do obudowy i będą wystawać. Jeśli ciężkość przednich silników będzie bardzo kłopotliwa to zainstaluje mniejsze silniki niż na osi tylnej. Niestety obudowa już skonstruowana będzie musiała być z czasem powiększona, tak myślałem, że nie ma co zaczynać od obudowy tylko należy znaleźć odpowiednie silniki. Ale obudowa prowadzącemu się spodobała. Chwilowo wrzucam sprawozdanie są w nim ładne fotki obudowy 😃 . Piszcie co jeszcze proponujecie do zmian i co z tym nieszczęsnym momentem.

PK.pdf