我正在为户外机器人设计一个新平台,我需要计算移动平台所需的功率和/或扭矩。我已经计算出要移动它需要大约720 W的总功率(每台电机360W),但是我不知道如何计算所需的扭矩。

是真的只是拥有所需的功率而忽略了扭矩,还是有一种容易计算的方法? >

整个平台的重量:75公斤。
车轮数量:4.
动力车轮数量:4.
车轮直径:30 cm。
电机数量:2.
所需速度:180 RPM(3 m / s)。
所需加速度:> 0.2 m / s ^ 2


评论

使用此robotshop.com/blog/zh-CN/drive-motor-sizing-tool-9698输入20°倾斜〜55Nm的数字

#1 楼

伊利诺伊州中央机器人俱乐部为移动机器人的电动机定型的一个很好的演示是如何定型。
此处概述的一般过程包括以下步骤:

步骤一:确定最坏情况下的总施加力
第二步:计算功率要求
第三步:计算扭矩和速度要求
第四步:查找满足这些要求的电动机五:绘制电动机特性

由于您也有加速度要求,因此也需要考虑它。

评论


$ \ begingroup $
感谢您提供此链接,但从未使用Google :)找到它。该机器人主要用于竞争,但我也想测试一些较小的平台无法实现的功能,例如LIDAR(如果我拥有一个)。我之所以要这么大的平台,是因为规则指定机器人在运行时必须完全独立。
$ \ endgroup $
–图表
13年2月12日在17:11



$ \ begingroup $
是要参加NASA机器人竞赛吗?
$ \ endgroup $
– freeman01in
13年2月18日在8:16

$ \ begingroup $
不,我希望。它主要是为Robotour构建的。
$ \ endgroup $
–图表
13年2月20日在6:09

#2 楼

尽管freeman01in的答案引用了有关问题的实际应用方面的有用的演示文稿(替代来源),但按照第一性原则,也可能值得回答标题中的特定问题。
来自Wikipedia Power页面:

在物理学中,功率是能量转移,使用或转换的速率。功率的单位是每秒的焦耳(J / s),称为瓦特...
能量传递可以用来做功,所以功率也是完成这项工作的速率。无论是载人还是走路,在上楼梯时都要承担相同的工作量,但是由于在较短的时间内完成了工作,因此在奔跑过程中会消耗更多的动力。电动机的输出功率是电动机产生的扭矩与其输出轴的角速度的乘积。移动车辆所消耗的动力是车轮的牵引力与车辆速度的乘积。
随着时间的推移,动力的积分确定了完成的工作。因为此积分取决于力和扭矩施加点的轨迹,所以这种功的计算被认为是“与路径有关的”。

同时,来自Wikipedia Torque页面:

扭矩,力矩或力矩(请参阅下面的术语)是一种力使物体绕轴,1个支点或枢轴旋转的趋势。就像力是推力或拉力一样,扭矩可以认为是对物体的扭曲。从数学上讲,扭矩定义为杠杆臂距离与力的叉积,趋于产生旋转。
松散地说,扭矩是对物体(如螺栓或飞轮)上的旋转力的度量。例如,推或拉连接到螺母或螺栓的扳手的手柄会产生使螺母或螺栓松动或拧紧的扭矩(旋转力)。
扭矩的符号通常为$ \ boldsymbol {\ tau} $,希腊字母tau。当称为力矩时,通常用$ M $表示。
扭矩的大小取决于三个量:施加的力,将轴连接到施加力点的杠杆臂的长度以及角度在力矢量和杠杆臂之间。 ...
扭矩的SI单位是牛顿米(N·m)。

从扭矩,功率和能量之间的关系中,您可以得到以下公式:

功率是单位时间的功,由$$ P = \ boldsymbol {\ tau} \ cdot \ boldsymbol {\ omega} $$给出,其中$ P $是功率,$ \ boldsymbol {\ tau} $是扭矩,$ \ boldsymbol {\ omega} $是角速度,$ \ cdot $表示标量积。