如何计算owi 535臂可以提升的最大负载？

#1 楼

要从理论上解决此问题，您需要以下信息（我已将未提供的信息加粗了）：


每个关节的失速扭矩
每个关节的质量和COM
每个关节相对于其父关节的方向（未给出，但我知道机器人，它们都平行于地面）
每个链接的质量和COM
每个链接的长度

为了简单起见，我在这里使用关节而不是马达。如果要包括齿轮之类的东西以及可能使关节失速转矩与电动机失速转矩不同的其他事物，那么您将需要了解这些因素。如果您的电动机是直接连接的，为简单起见，您可以假定电动机转矩为接头转矩。

我也将忽略Omi 535的基础接头（实际上是4DOF），因为它与地面。不能放松，我想​​您也忽略了它，因为您知道它不会因重力而承受扭矩，但是出于完整性考虑，它可能值得一提。

由于所有电动机都是相同的并且平行于地板对齐，您的工作就更轻松了。您只需要针对任何给定的有效负载找到任何关节上的最大可能扭矩，然后计算等于关节失速扭矩的有效负载的值即可。在所有配置中都平行于地面，当手臂水平伸展时，任何关节的最大扭矩都出现在第一个关节处。这是因为重力引起的扭矩为：

$ \ tau = m \ cdot g \ cdot r_ {xy} $

即质量乘以重力乘以水平距离从大众到联合。您可以看到水平方向上的质量越远离关节，关节处的扭矩就越大。第一个关节必须处理所有链节和其他关节的质量以及有效载荷，并且当手臂完全伸出时，所有这些质量都比第一个关节水平地最远。

第一个关节的总扭矩可以通过将沿手臂的每个质量（即，链节，其他关节，最后是有效载荷）贡献的扭矩相加得出：
\ begin {align}
\ tau_ {max}＆= \ sum_im_i \ cdot g \ cdot r_i \\
＆= g \ sum_im_i \ cdot r_i \\
＆= g \ cdot（m_ {l_1} \ cdot r_ {l_1} + m_ {j_2} \ cdot r_ {j_2} + m_ {l_2} \ cdot r_ {l_2} + m_ {j_3} \ cdot r_ {j_3} + m_ {l_3} \ cdot r_ {l_3} + m_ {有效载荷} \ cdot r_ {有效载荷}）
\ end {align}

每个$ r $值是从该组件的质心到关节的水平距离。如果每个关节的COM位于关节轴上，则由于臂是水平拉伸的，因此可以简单地将前面链接的长度加起来。 $ r_ {payload} $的值应该只是链接的所有长度的加法。 } $。当我们将$ \ tau_ {max} $设置为失速扭矩时，我们想知道这个值是多少。通过求解该方程式，我们可以得出机械臂的最大有效载荷： j_2} \ cdot r_ {j_2} + m_ {l_2} \ cdot r_ {l_2} + m_ {j_3} \ cdot r_ {j_3} + m_ {l_3} \ cdot r_ {l_3} + m_ {payload} \ cdot r_ {有效载荷}）\\
\ frac {\ tau_ {stall}} {g}＆= m_ {l_1} \ cdot r_ {l_1} + m_ {j_2} \ cdot r_ {j_2} + m_ {l_2} \ cdot r_ {l_2} + m_ {j_3} \ cdot r_ {j_3} + m_ {l_3} \ cdot r_ {l_3} + m_ {payload} \ cdot r_ {payload} \\
m_ {payload} \ cdot r_ {有效载荷}＆= \ frac {\ tau_ {stall}} {g}-m_ {l_1} \ cdot r_ {l_1}-m_ {j_2} \ cdot r_ {j_2}-m_ {l_2} \ cdot r_ {l_2 } + m_ {j_3} \ cdot r_ {j_3}-m_ {l_3} \ cdot r_ {l_3} \\
m_ {payload}＆= \ frac {\ frac {\ tau_ {stall}} {g} -m_ {l_1} \ cdot r_ {l_1}-m_ {j_2} \ cdot r_ {j_2}-m_ {l_2} \ cdot r_ {l_2} + m_ {j_3} \ cdot r_ {j_3}-m_ {l_3} \ cdot r_ {l_3}} {r_ {payload}} \\
\ end {align}

该值是将手臂保持在此伸展状态时手臂将无法移动的质量。这并不意味着它根本无法承受该重量，因为对于任何其他配置，任何关节上的最大扭矩都会较小。