A potência e o torque necessários estão relacionados de alguma forma?

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Estou projetando uma nova plataforma para robótica externa e preciso calcular a potência e / ou o torque necessário para mover a plataforma. Calculei que preciso de cerca de 720 W de potência total para movê-lo (360 W por motor), mas não sei como calcular o torque necessário.

É realmente apenas sobre ter a energia necessária e ignorar o torque ou existe uma maneira de calculá-lo facilmente?

Os parâmetros já conhecidos da plataforma são:

  • Peso de toda a plataforma: 75 kg.
  • Número de rodas: 4.
  • Número de rodas motorizadas: 4.
  • Diâmetro das rodas: 30 cm.
  • Número de motores: 2.
  • Velocidade desejada: 180 RPM (3 m / s).
  • Aceleração desejada:> 0,2 m / s ^ 2
Plecharts
fonte
Obstrução em seus números, para um ~ 55nm 20 ° inclinação usando este robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizing-tool-9698
smirkingman

Respostas:

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Uma boa apresentação sobre como dimensionar seus motores para um robô móvel é Dimensionar motores elétricos para robótica móvel do Central Illinois Robotics Club .

O procedimento geral descrito lá inclui as seguintes etapas:

  • Etapa 1: Determine a força total aplicada na pior das hipóteses
  • Etapa 2: Calcular os requisitos de energia
  • Etapa três: calcular os requisitos de torque e velocidade
  • Etapa quatro: encontre um motor que atenda a esses requisitos
  • Etapa 5: Plotar as características do motor

Como você também tem um requisito de aceleração, também precisará levar isso em consideração.

freeman01in
fonte
Obrigado por este link, nunca o encontrei usando o Google :). O robô é principalmente para competição, mas também quero testar algumas coisas que não são possíveis usando plataformas menores, como o LIDAR (se eu tiver uma). O motivo pelo qual desejo uma plataforma desse tamanho é que as regras especificam que o robô deve ser totalmente independente durante a execução.
Plecharts
É para a competição Robo-Ops da NASA?
freeman01in
Não, eu desejo. É construído principalmente para Robotour .
Plecharts
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Embora a resposta de freeman01in faça referência a uma apresentação útil ( fonte alternativa ) sobre o aspecto da aplicação prática da sua pergunta, provavelmente vale a pena responder também à pergunta específica do título, em termos dos primeiros princípios.

Na página Wikipedia Power :

Na física, poder é a taxa na qual a energia é transferida, usada ou transformada. A unidade de potência é o joule por segundo (J / s), conhecido como watt ...

A transferência de energia pode ser usada para realizar o trabalho; portanto, a energia também é a taxa na qual esse trabalho é realizado. A mesma quantidade de trabalho é realizada ao transportar uma carga por um lance de escadas, independentemente de a pessoa que a carrega caminhar ou correr, mas é gasta mais energia durante a corrida, porque o trabalho é realizado em um período menor de tempo. A potência de saída de um motor elétrico é o produto do torque que o motor gera e a velocidade angular do seu eixo de saída. A energia gasta para mover um veículo é o produto da força de tração das rodas e da velocidade do veículo.

A integral do poder ao longo do tempo define o trabalho realizado. Como essa integral depende da trajetória do ponto de aplicação da força e do torque, esse cálculo do trabalho é considerado "dependente do caminho".

Enquanto isso, na página Torque da Wikipedia :

Torque, momento ou momento da força (veja a terminologia abaixo), é a tendência de uma força girar um objeto em torno de um eixo, 1 ponto de apoio ou pivô. Assim como uma força é um empurrão ou uma tração, um torque pode ser pensado como uma torção para um objeto. Matematicamente, o torque é definido como o produto cruzado da distância e força do braço da alavanca, que tende a produzir rotação.

Em termos gerais, o torque é uma medida da força de rotação de um objeto, como um parafuso ou um volante. Por exemplo, empurrar ou puxar a alça de uma chave inglesa conectada a uma porca ou parafuso produz um torque (força de rotação) que afrouxa ou aperta a porca ou parafuso.

O símbolo do torque é tipicamente , a letra grega tau. Quando ele é chamado de momento, é comumente denotada .τM

A magnitude do torque depende de três quantidades: a força aplicada, o comprimento do braço da alavanca que conecta o eixo ao ponto de aplicação da força e o ângulo entre o vetor de força e o braço da alavanca. ...

A unidade SI para torque é o medidor de newton (N · m).

E na relação entre torque, potência e energia, você obtém a fórmula:

Potência é o trabalho por unidade de tempo, dado por que é potência, é torque, é a velocidade angular , e representa o produto escalar.

P=τω
Pτω
Mark Booth
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