logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak obliczyć moment obrotowy silnika do robota? Wzory i porady

pandaci 20 Sty 2006 00:57 6055 29
REKLAMA
  • #1 2198182
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Hej

    Stoję przed problemem wyboru odpowiedniego silnika do swojego robota. Co prawda robot nie jest jeszcze w pełni skonstruowany ale już potrzebuje silników. Czy ktoś zna wzory na obliczenie momentu obrotowego silnika. Proszę o pomoc.
  • REKLAMA
  • #2 2198200
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Czlowieku! jakiego silnika? w zaleznosci od czego?
    Moze wystarczy ci definicja, ze moment obrotowy silnika jest energia przekazana obciazeniu w czasie obrotu o kat rowny jeden radian. Rzadka uzywana, a bardzo przydatna w praktyce, nie mniej niz sila razy ramie obrotu,
    Kazik
  • #3 2198220
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Trochę nie jasno sie wyraziłem. Musze kupić silnik krokowy. Mój robot będzie ważył około 4 kg. Więc chciałbym wybrać odpowiedni silnik żeby uciągnął mojego robota prędkość jaka mi będzie odpowiadać to około 10 - 15 cm/s.
  • #4 2198700
    spros
    Poziom 17  
    Posty: 186
    Pomógł: 16
    Ocena: 26
    w poziomie czy w pionie?
    bo jak w pionie to juz bylo
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic400563.html
    gdzies tam wyprowadzam co i jak.
    a jak w poziomie to zalezy
    1. od rodzaju napedu (kola, gasiennice, nogi, inne),
    2. od rodzaju powierzchni (plasko, pofalowane, kamienie, piasek, etc),
    3. od zadanej dynamiki (ruch jednostajny, dobre przyspieszenia, itp),

    generalnie podejrzewam ze chodzi o jakis naped w poziome. moce silnikow sa rzedu (jesli chcesz zachowac odpowiednia dynamike):
    dla samochodow (naped na kolach) rzedu 60kW/tone
    dla czolgow (gasiennice) rzedu 25kW/tone
    dla konia 3kW/tone
    dla ludzi 1kW/tone

    no i generalnie zaleznosc im wieksza predkosc tym mniejszy moment przy tej samej mocy. (mozesz zalorzyc ze w miare proporcjonalnie jesli napedzasz silnikiem elektrycznym).
  • #5 2199124
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Pandaci kolego, badzmy dokladni, tys sie nie wyrazil troche dokladnie, tylko wogole sie nie wyraziles.
    Dawaj szczegoly, albo pomocy nie bedzie!
    Kazik
  • #6 2199284
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Okej wyrażam sie dokładnie.
    masa robota m= 4 kg
    V = 10 do 15 cm/s
    Ma 3 koła 2 przednie są napędzane, osobny silnik na każde koło.
    1 tylne do skręcania. Chodzi mi oto abym mógł dobrać odpowiedni silnik krokowy do mojego modelu. Żeby nie jeździł za wolno i bez problemu go ciągnął. Wymiary robota ok 25 na 35 cm. wysokość jeszcze nie znana. Kółka 75 mm średnicy.
  • #7 2201236
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Oprocz tego co powiedzialem o momencie (jest to ilosc energi na radian obrotu), dorzuce jeszcze, ze, jezeli pomnozysz sile razy predkosc otrzymasz moc!
    Oczywiscie sile oporu, a nie ciezar robota. Ogolna moc potrzebna dla twojego stwora (przy zalozeniu, ze bedzie on wjezdzal na 15 stopniowa pochylosc ) winna byc 1.55 W (bez strat). Widac od razu, ze duzej mocy nie potrzebujesz. Mysle, ze mozesz zaczac od od 3 silnikow po 10 W. Oczywiscie musisz zastosowac reduktory predkosci obrotowej, ale mysle, ze ich straty, zmieszcza sie w tym grubym zaokragleniu w gore mocy.
    Nie jestem napedowcem, ale, mam nadzieje, ze sie zbytnio nie myle.
    Kazik
  • #8 2201353
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Acha rozumiem. Dzięki Bardzo. Mam jeszcze pytanie co do tych reduktorów prędkości. Czy muszę je stosować czy nie wystarczy jak bezpośrednio na wale silnika umieszczę kółko??
  • #9 2201400
    chszanek
    Poziom 13  
    Posty: 122
    Pomógł: 5
    Ocena: 9
    Witam.
    Warto jeszcze zauważyć że ważna jest średnica koła napędowego bo moc na wale silnika ma inną wartość niż na kołach , bo mamy ramię :) (żadne odkrycie) i dla tego gdy dasz małe koło będzie "mocniejszy" a większe to szybszy. Jutro napiszę parę wzorków dzięki którym będzie coś można policzyć wstępnie (na podstawie napięć i prądów i oczywiście oczekiwanej charakterystyki ) bo wszystko zależy od prądu :]

    pozdrawiam.
  • REKLAMA
  • #10 2201430
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Witam
    Przy obliczaniu potrzebnego momentu oprócz obciążenia w ruchu ustalonym należy uwzględnić dodatkowy moment potrzebny przy rozbiegu. Im gwałtowniej zmienia się prędkość tym większy musi być nadmiar momentu.
    Pozdrawiam.
    Senior
  • #11 2201774
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Oczywiscie, i senior i chszanek i w dodatku ja wszyscy mamy racje. Oczywiscie, jezeli mozesz miec wymagana moc przy takiej liczbie obrotow jaka przy danej srednicy kolka da ci zadana predkosci jestes w domeczku. Jezeli predkosci ta nie wiem z jakich wzgledow jest jednak wieksza, musisz dac reduktor uwzgledniajac jego straty. Widzisz, to wszystko jest i skomplikowane i proste. Dlatego, uwazam najlepiej jest postepowac poprzez aproksymacje, jesli nie jest sie napedowcem. Ja nie jestem. Senior ma racje, potrzebny jest nadmiar mocy, aby zapewnic pojazdowi dynamike, przyspieszenia, start.
    Pytaj dalej ,

    Kazik

    Dodano po 1 [minuty]:

    (kgm/sek)x 10 = Nm/sek = W
  • REKLAMA
  • #12 2201903
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Słuchajcie jak myślicie czy takie silniki będą dobre:
    Bipolarny
    Napięcie 12 V
    Prąd 0,4 A
    Rezystancja 30 Ω
    Moment trzymający 21 Ncm
    Bezwładność rotora 20 gcm2
    Indukcyjność 32 mH

    Proszę o odpowiedź czy będą one wystarczające dla mojego robota.
  • #13 2202114
    bogdan_p
    Poziom 39  
    Posty: 3849
    Pomógł: 525
    Ocena: 120
    podzielam zdanie kolegów jeżeli nie jest się napedowcem.
    Cytat:
    potrzebny jest nadmiar mocy, aby zapewnic pojazdowi dynamike, przyspieszenia, start.

    silnik który opisałeś raczej będzie zbyt mały , myślę że powinny być to silnik o momencie trzymania powyżej 0,5 Nm , moze jest zbyt duży ale masz pewność że spełni Twoje założenia
    możesz zaczekać na odpowiednie wzory z których poznasz dokłanie jakie parametry powinien mieć silnik
    zerknij sobie na stronę www.wobis.pl
    co do kupna to proponuje tu http://aukcje.o2.pl/search.php?string=silniki+krokowe&description=1&p=1
  • #14 2202503
    Tanaka_san
    Poziom 14  
    Posty: 146
    Pomógł: 5
    Ocena: 2
    szukałem troche informacji na temat serw modelarskich i możliwości zaadoptowania go do budowy robota, moc takowego serwa wyrażana jest w kg/cm (srendnio od 2 do 8 ), ale spotkalem sie tez z N/cm jak to sie ma do siebie? jakis przelicznik? z fizyka jestem na biakier ;/ a oto co znalazlem
    http://www.modele.sklep.pl/product_info.php?c...d=648&osCsid=f76ec376423043fd7ca02ab0b9e96e04

    http://www.conrad.pl/glowna.php?art=227728&pic=3

    http://www.sommertech.pl/sklep/mini_l.php

    i jeszcze opis przerobki serwa tak aby dzialal jako dc z przekladnia
    http://www.sommertech.pl/technika/przerobka.htm
  • #15 2202756
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Poważnie aż taki duży silnik. Ale ja będe używał dwóch silników. Jeden na lewe koło drugi na prawe. Czy wtedy też muszą być takie silne. Co do prędkości to jak będzie około 10 cm/s to też się nic nie stanie.
  • REKLAMA
  • #16 2203140
    bogdan_p
    Poziom 39  
    Posty: 3849
    Pomógł: 525
    Ocena: 120
    podałem wartość orientacyjnie i nie traktuj jej jako ostateczną , może któryś z kolegów poda Ci wzory na dokładnejsze obliczenie , ale i tak nie będzie ono 100% ponieważ poza samą masą , podłożem , rodzajem kół itp dochodzi tak wiele czynników że raczej będzie trudno jednoznacznie podać wartość
    silnik krokowy 0,5N/m to wcale nie tak duży , jezeli chodzi o mniejsze gabaryty to serwa modelarskie tak jak proponuje kolega wcześniej
  • #17 2203336
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Zgodnie z moimi obliczeniami energia zgromadzona w rozpedzonej do 15cm/sek masie jest okolo 1 Joula. Aby to zgromadzic w ciagu 5 sekunk ( przyspieszenie 3cm/sek2) potrzebne jest 0.2 W. Dodaj tyle samo no energie zgromadzona w obracajacych sie kolach (na pewno za duzo) i masz 0.4 W. Dodaj zapas energi potrzebny na przyspieszenie 4.2 na pochyleniu 15 stopni? W sumie to co wyliczylem 2 x 10 W na silnik, powinno jako pierwsze przyblizenie wystarczyc. Silniki wskazane przez bogdan-p sa prawie na pewno zbyt mocno, no i ich masa. Czy w tej masie 4.2 kg sa juz silniki? Ile faz ma ten silnik 12 V/0.A A. Jaka ma sprawnosci. Moc tego rodzaju silnikow otrzymuje sie chyba mnozac napieciexpradx ilosc faz. Wiec ile ma faz?
    Kazik
  • #18 2204178
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Witam.

    Spróbujmy obliczyć zapotrzebowanie na moment potrzebny do przyśpieszania:
    masa 4kg
    założono osiągnięcie prędkości 10cm/sek w czasie 0,2 sek .
    założono że 1 obr silnika daje przesunięcie 10 cm.

    przyśpieszenie: a= 10:0,2 = 50 cm/sek2 = 0.5m/sek2

    siła:F1= 4kg x 0,5 m/sek2 = 2N

    praca dla przesunięcia s= 10 cm = 0,1m ( 1 obrót wału silnika)

    L1=F1xs =2Nx 0,1m = 0,2Nm


    praca na wale silnika:

    L2=F2 x r x 2PI

    F2 x r = Ms ( Ms moment na wale silnika )

    L2=Ms x 2PI

    L1=L2

    0,2Nm= Ms x 6,28

    Ms= 3,2 Ncm = 0,32 KGcm

    Do obliczonego momentu należy dodać moment oporu ruchu w stanie ustalonym.

    Pozdrawiam.
    Senior.
  • #19 2204631
    Tanaka_san
    Poziom 14  
    Posty: 146
    Pomógł: 5
    Ocena: 2
    moment pogubilem sie czy to oznacza ze 10 N to okolo 1cm? czyli jezeli serwo ma 3 kg/cm to w przeliczeniu wychodzi 30N/cm? poprawcie mnie jesli sie myle
  • #20 2205110
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Senior czyli jeżeli zastosuje 2 silniki po 0,25 cmN to będzie chodzić dobrze ?? Bo już teraz zgłupiałem konretnie.
  • #21 2205637
    Tanaka_san
    Poziom 14  
    Posty: 146
    Pomógł: 5
    Ocena: 2
    gdzies kiedys wyczailem taka fotke na elektrodzie
    Załączniki:
    • Jak obliczyć moment obrotowy silnika do robota? Wzory i porady dobor_kol_moc.jpg (29.77 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
  • #22 2206306
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Jeśli przyjąć że opory ruchu będą wynosiły 30% wagi to jest
    1,2kG =12N wówczas całkowity moment napędowy wyniesie

    3,2 + 6x 3,2 = 22,4 Ncm = 2,28 kGcm ( 1kG = 9,81N )

    Jeśli chodzi o silniki to warto zastanowić się nad zastosowaniem serwo, które w przeciwieństwie do krokowych mają dużą przeciążalność i nie tracą momentu przy wzroście obrotów

    Senior.
  • #23 2208524
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Dzięki. Senior pomyliłem się tam miało być 25 cmN. Prędkość robota ma być i tak stala. Nie będzie mogła przekraczać wartości zadeklarowane w programie. Więc chyba zostanę przy tych silnikach krokowych.
  • #24 2210717
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    W obliczeniach Seniora i moich nie ma roznicy. Ja zakladam jedynie mniejsza wartosc przyspieszenia, 3 sekundy od startu do osigniecia 15 cm/sek, on 0.2 sek. Robot przy takim przyspieszeniu bedzie raczej skakal, niz nobliwie ruszal. Tak czy inaczej, wymagana moc silnikow jest w zakresie tych 10-20 W. Czy takiej mocy silnikow bedziesz szukal, czy myslisz zastosowac te 1/2 kg silniki z Allegro?
    Pozdr. Kazik
  • #25 2211808
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Witam.

    Do kolegi Kazmot.

    Poniżej przedstawiłem obliczenie energi kinetycznej dla masy 4kg
    poruszającej się z prędkością 15cm/sek.

    m=4kg
    v=15cm/sek = 0,15m/sek

    W= mv2/2

    W= (4 : 2 ) x 0,15 x 0,15 = 0,045 J

    Nie wiem skąd rozbieżność ?

    Pozdrawiam.
    Senior.
  • #26 2212493
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Kolego Senior,
    przeciez ja nie pisze o zadnych rozbieznosciach. Moim zdaniem nie ma rozbieznosci. Prosze przeczytac moj ostatni post dokladnie. W rachunkach zauwazylem, ze zakladamy inne przyspieszenie, normalne, kazdy ma prawo zalozyc to co chce. W moich obliczeniach, uwzgledniam rowniez akumulacje energi w masie, bezwladnosci kol (przyblizenie), i koncze wskazaniem na moc. Na pierwszy rzut oka powinno nam wyjsc to samo. Ale nie chce mi sie powtarzac kolegi obliczen. Moze kolega sam wyliczy potrzebna moc, wtedy bedzie mozna z korzyscia dla projektu, ktory mnie interesuje, zobaczyc czy wychodzimy z lasu, czy w niego wchodzimy, a gestwina jest coraz wieksza, z niekorzyscia dla projektu. Moim zdaniem 2x10W jest wystarczajaca moca, a co na to Pan.

    pozdr. Kazik
  • #27 2214213
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Witam.

    Żeby zakończyć obliczeniową dyskusję proponuję przyjąć
    następujące wnioski.

    - silniki o mocy 10 W ( serwo) to najlepsze rozwiązanie.
    - silniki krokowe o momencie 20Ncm rozwiązanie do przyjęcia.

    Pozdrawiam
    Senior.
  • #28 2215046
    kazmod
    Poziom 21  
    Posty: 460
    Pomógł: 37
    Ocena: 8
    Dlaczego mamy konczyc dyskusje. Mysle, ze jeszcze nie skonczylismy probowac pomoc naszemu napewno mlodemu koledze. Uwazam, ze tak nie mozna postawic sprawy (a moze sie myle, nie jestem od silnikow krokowych), bo dla kazdego rodzaju silnika mozna i trzeba podac jego moc, aby byc konkretnym, albo moment i predkosc obrotowa. Oczywiscie mozna zalozyc to i tamto i powiedziec, ze ten moment ale przy tych obrotach.
    Ciekawe, ze Pandaci nic sie nie odzywa. Jak ida sprawy, do przodu, czy leza. Rozumiesz wszystko, czy zgubiles sie. Jak zgubiles sie , to pytaj.
    Pozdr. Kazmod

    Dodano po 3 [minuty]:

    Tak sie sklada, ze jestem drugi senior, pozdrowienia dla pierwszego seniora.
  • #29 2217405
    senior
    Poziom 14  
    Posty: 94
    Pomógł: 5
    Ocena: 3
    Silnik krokowy szybko traci moment ze wzrostem prędkości obrotowej ( spadek zależy też od rodzaju sterowania )
    Jest to wyjątkowy silnik przy którym nie określa się mocy a jedynie moment .
    Szczegółowe rozważania na ten temat można znależć na cnc forum.

    Mam nadzieję że nasz Kolega się nie zniechęcił teorią i już kończy budowę robota , kierując się najlepszą z zasad w technice:
    najpierw próby póżniej rozważania !
    Dziękuję bardzo koledze Kazmod za udział w dyskusji i cięszę się że
    hobbyści zadań z fizyki jeszcze istnieją.

    Pozdrawiam Wszystkich.

    Senior.
  • #30 2217974
    pandaci
    Poziom 14  
    Posty: 179
    Pomógł: 1
    Dziękuje wszystkim za pomoc która się przda napewno. Konstruuje narazie mechanikę więc silników jeszcze nie kupiłem ponieważ czekam na pieniądze. Mam nadzieje że będzie wszystko przebiegało ok.

    Dzięki wszystkim.

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczyła doboru silnika krokowego do robota o masie około 4 kg, poruszającego się z prędkością 10-15 cm/s, z napędem na dwa przednie koła o średnicy 75 mm. Omówiono definicję momentu obrotowego jako energii przekazywanej na obrót wału o jeden radian oraz zależność momentu od siły i ramienia obrotu. Podkreślono znaczenie uwzględnienia momentu rozruchowego i oporów ruchu, a także konieczność zastosowania nadmiaru momentu dla zapewnienia dynamiki i przyspieszenia. Przedstawiono orientacyjne obliczenia momentu i mocy potrzebnej do napędu robota, wskazując na moc rzędu 10 W na silnik jako wystarczającą. Zwrócono uwagę na wpływ średnicy kół na moment i prędkość oraz na fakt, że silniki krokowe tracą moment wraz ze wzrostem prędkości obrotowej. Dyskutowano o konieczności stosowania reduktorów prędkości dla uzyskania odpowiednich parametrów. Poruszono temat porównania momentu wyrażanego w Ncm i kg/cm oraz przeliczeń między tymi jednostkami. Zasugerowano rozważenie serw modelarskich jako alternatywy ze względu na ich większą przeciążalność i stabilność momentu przy wzroście obrotów. Podano przykładowe parametry silnika krokowego (12 V, 0,4 A, moment trzymający 21 Ncm), które jednak mogą być zbyt słabe dla wymagań robota. Wskazano, że silniki o momencie trzymania powyżej 0,5 Nm będą bardziej odpowiednie. Podsumowano, że dla robota o podanych parametrach najlepszym rozwiązaniem są silniki o mocy około 10 W lub silniki krokowe o momencie około 20 Ncm. Zwrócono uwagę na praktyczne podejście do doboru silników poprzez testy i aproksymacje, gdyż dokładne obliczenia są utrudnione przez wiele czynników, takich jak rodzaj podłoża i charakterystyka napędu.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA