¿Qué tipo de “motor” eléctrico necesitaría para lanzar un disco?

Probablemente desee un sistema de energía almacenada para reducir la potencia requerida del motor.
La potencia media puede ser baja: si se reduce la velocidad de disparo, la potencia media disminuye.

La forma más fácil de obtener resultados consistentes es probablemente tener una rueda giratoria con una masa sustancial que gire a la velocidad circunferencial requerida. Si se usa para acelerar y "lanzar" el disco, y si Mwheel > > Mpuck entonces no disminuirá mucho a medida que el disco se acelera a la velocidad de salida. La rueda es girada por un motor de cualquier potencia que se desee. Motor más grande = tiempo de recuperación más rápido. Tenga en cuenta que si la rueda almacena 10 veces la energía de puck max, tiene un volante potencialmente letal que no sería demasiado difícil de construir de forma segura, pero es necesario tener cuidado.

Las máquinas de equilibrado de ruedas hacen girar los neumáticos & Ruedas con un motor eléctrico. Algunos tienen un motor de vataje bastante pequeño y un tiempo de funcionamiento lento. Otros usan motores más grandes y más rápidos. He visto a los más viejos con un motor de 24 VCC y quizás unos 10 de potencia máxima de watts.

Haga girar una rueda en una máquina de este tipo a la velocidad deseada, coloque un "piso" suspendido debajo de la rueda, sin tocar, pero a menos de la separación de la altura del disco, introduzca un disco [desde la PARTE POSTERIOR :-). ] y verlo desvanecerse mientras toca el neumático. Un viejo balanceador de ruedas deadish puede estar disponible a un costo mínimo. Probablemente más grande de lo que tenías en mente :-).

Energía & Poder:

• Libertades: Lo siguiente toma algunas libertades con los perfiles de poder y energía al acelerar un disco. Si aceleras a una potencia constante, el cambio de velocidad no es lineal. Si acelera a una aceleración constante, la entrada de energía no es lineal. El tiempo para acelerar depende del perfil de entrada de potencia y no es la figura simplista que se deriva a continuación. Sin embargo, lo siguiente debe dar una buena idea de los niveles de energía y energía finales involucrados.

Energía / Potencia / Aceleración / tiempo en 'launcher' / ...:

Puck con masa = 100g = 0.1 kg y
velocidad_max = 60 mph = 27 m / s - > decir 30 m / s entonces

Puck energy \ $ (E_K) = \ frac {1} {2} \ veces m \ veces v ^ 2 = 0.5 \ veces 0.1 \ veces 30 ^ 2 = 45 julios = 45 vatios segundos. \ $
(\ $ E_K \ $ * = energía cinética, m = masa del objeto en kg, v = velocidad del objeto en m / s). *

Motor lineal : si lo aceleró a una potencia constante en un metro lineal de 1 metro, digamos.
Vmean = (30-0) / 2 = 15 m / s, así que el tiempo para acelerar = 1 / 15s = 67 mS.
Como la energía de puck = 45 W.s y estás entregando esto en 1 / 15s, la potencia durante la aceleración es ~ = 45 Ws / (1 / 15s) = 675 vatios.
Eso es más vatios de los que desearía tener en un lanzador lineal si lo conduce directamente de manera eléctrica.

"Ballesta": En su lugar, puede enrollar un mecanismo tipo "ballesta" en el que una barra de resorte o de torsión o lo que sea se enrolle para almacenar la cantidad de energía deseada y luego "dispararse". < br> Para una velocidad de disparo potencial de 1 / segundo, necesita 45 vatios de energía para la velocidad de transferencia de almacenamiento; por ejemplo, duplique esto para obtener la entrada del motor eléctrico o aproximadamente 100W. Para una tasa de repetición de 5 segundos, se reduce a 20W y 10W durante un ciclo de 10 segundos.

"Putter:" ¿Un motor de 10 vatios que enrolla un resorte a través de una caja de reducción o una rosca de tornillo o ...? Es fácil de construir y jugar. Sería (probablemente) fácil retirar un peso sobre un pivote (péndulo de eje rígido) y soltarlo para que gire y golpee el puck, al estilo de un putter de golf. La energía potencial en una masa es mgh
o unos 10 x kg x altura.
Quieres 45 W.s max. 10 kg x 0.5 metro x 10 = 50 W.s
Altura es la altura vertical por encima del nivel de descanso.
Las velocidades ahora son incorrectas y usted tendrá que lidiar con la transferencia de energía de impulso, pero debería estar en el orden correcto.

Cohete: Un sistema potencialmente viable sería utilizar aire comprimido y un depósito de presión. Un sistema completamente de bricolaje podría usar un lanzador de tipo "cohete de agua" tal como lo construyeron los aficionados de todo el mundo. Puede ser algo ruidoso [tm] en el lanzamiento.

Motor de cinta rodante / Parpadeo giratorio de transmisión directa: Un motor excelente excelente para un parachoques es potencialmente un motor excelente. Estos son, por lo general, de velocidad en el rango de HP de 0.5 a "varios" y las unidades de imán permanente de 200 VCC alimentadas desde una red eléctrica rectificada de 230 VCA (y sin duda las versiones basadas en 110 VCA en los EE. UU.) Son comunes. Control de velocidad por PWM u otra variación de voltaje que permite un control de velocidad de amplio rango. Un disco arbitrariamente grande se puede conectar directamente para adaptarse a los motores con el máximo de RPM preferido. por ejemplo, un motor de 1800 RPM = 30 RPS necesitará un disco de circunferencia de 1 metro para entregar 30 m / S = un diámetro de 318 mm o aproximadamente 1 pie.

Un motor lineal podría proporcionarle lo que quieres con eficiencia, pero son complejos si no lo haces por ti mismo.

^{Ejemplificandounmotorlinealdesdeunmotorrotativo}

Detodosmodos,paraunsistemadecorreademenorcostoquetraduzcaelmovimientoderotacióndelmotoralineal,podríaproporcionarloquedesea.

actuador lineal de transmisión por correa http://images.pacific-bearing.com/images/drive-types_07 .jpg
^{Actuador lineal de transmisión por correa de enlace}

Puedes hacer una versión más simple de esto. Use el actuador para mover una "paleta" con el disco sobre medios de baja fricción.

La potencia del motor depende de algunas variables, pero usted necesita un circuito para variar la corriente al motor en relación con la velocidad que desea.

Otra opción es usar un motor rotativo usando la fuerza tangencial aplicada al disco, y soltando en el momento correcto. Dependiendo de la velocidad y el número de rotación antes del lanzamiento, puede variar la velocidad. Esto liberaría el disco en algunas direcciones diferentes en un ángulo regulado (desde el lanzador) dependiendo de la precisión del controlador. PERO:  - Necesitas un muy buen equilibrio en la parte giratoria, si no, es muy peligroso.  - Necesita un programador y un microcontrolador para liberar el puck en el momento correcto, así como para controlar la corriente del motor.

Entonces, creo que las otras opciones son más simples. Un solenoide como se sugiere es una opción, pero normalmente tienen una carrera baja, por lo que debe tener una alta aceleración con esta carga. Incluso podrías intentar hacerte propio. Con un imán de neodimio y una bobina (se necesitan cálculos), puede obtener bonitos resultados. De todos modos, si el costo no es una pregunta potencial, puede comprar el golpe, la fuerza, el solenoide correctos, que no deberían ser baratos para impulsar 100g a 60 mph, tal vez en algunos grados de inclinación.

Otras opciones son como las ya proyectadas, como esta:

puck launcher http://i1.ytimg.com/vi/OKYWDKFZ6mY/hqdefault.jpg
^{Desde enlace}

En este caso, puede usar un motor universal, pero necesita reemplazar los cepillos, Probablemente puedan aguantar más de un año sin problemas, o incluso más. Las herramientas eléctricas y las aspiradoras portátiles domésticas son ejemplos del uso de este motor, puede variar la velocidad con un ángulo de fase o "atenuadores", aunque inyectan un poco de ruido en la red que puede atenuarse con el filtrado.

Otra opción es un motor de inducción. Se usa en muchos lugares, casi no hay que usar con el uso, principalmente los rodamientos, y uno de dos polos en un sistema de 60Hz, iría a 3600 RPM (un poco menos) sin carga. El problema es el control de su velocidad, necesitaría un inversor que puede ser costoso (algunos proyectos usan un puesto de control de fase que tiene una serie de inconvenientes).

(Leí esta idea, aunque creo que podría colocarlo directamente en el eje del motor, o al menos si usa otra transmisión mecánica, probablemente no necesite cambiar las relaciones. Dejo los cálculos en motor a otros colaboradores)

Quieres impartir energía a un disco de 100 gramos. Desea acelerarlo a 60 mph o 96.5 km por hora (22.8 metros por segundo). La energía recibida por el disco será: -

\ $ \ dfrac {m \ cdot V ^ 2} {2} \ $

Donde m es la masa (0.1 kg) y V es la velocidad (22.8 m / s). Esta es una energía de unos 36 julios.

Dada tu descripción del dispositivo que visualizas, el disco probablemente se acelerará a esa velocidad en aproximadamente 0.1 segundos.

Esto significa una potencia de 360 vatios y puede ser entregada por el motor o, si el motor tiene una potencia menor, el impulso se puede acumular utilizando volantes.

Probablemente prefiero ir por 1 h.p. motor. Usaría un motor de corriente continua con control de velocidad variable en un devanado externo o directamente en la armadura si no hay disponible un devanado de campo.

Espero que esto ayude.