¿Qué tipo de motor es más adecuado para el suministro de par instantáneo?

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Estoy trabajando en un proyecto de robótica y estoy buscando la manera de hacer que mi robot se "corra" lo antes posible. Por lo tanto, necesito tener una aceleración bastante alta por un breve tiempo.

Para ser más específico, estoy intentando que mi robot (~ 0.5-0.7kg, las dimensiones sean ~ 0.3mx0.2m) para que se mueva ~ 0.3m lo más rápido posible (lo mejor es como 0.1sec). (Soy libre de elegir el diámetro de la rueda libremente).

Traté de estimarlo aproximadamente de la siguiente manera: 0.5 * a * 0.01 = 0.3 a = 60m / s ^ 2 F = 0.5 * 60 (si el robot es 0.5kg) = 30N par = F * x = 30 * 0.3 = 9 * Nm

Por lo tanto, estoy buscando un motor ligero que pueda suministrar un par de torsión instantáneo de ~ 9-10 Nm. Podría intentar usar 2-4 motores juntos si es necesario. Busqué los motores paso a paso pero, por lo que vi, es poco probable que esto suceda con ellos.

¿Es esto posible, o es imposible encontrar algún tipo de motor pequeño que pueda lograrlo?

Editar: preferiría ~ 20 $ pero puedo subir hasta ~ 40 $ si mejora todo significativamente.

    
pregunta Özgen Eren

3 respuestas

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Consejo: Intente realizar un seguimiento de todas las restricciones / objetivos y sus decisiones de diseño. Trate de lograr un equilibrio y trate de hacer un seguimiento del impacto de sus cambios. A menudo creo un mapa mental para capturar el alcance de todos los componentes / subsistemas, o algún dibujo en 2D, para que pueda ver "todo" y sus relaciones de un vistazo.

Hacer que el robot sea tan ligero como práctico debería reducir el costo y la complejidad del sistema de movimiento del robot.

Quitar las cámaras del robot también te permitiría usar mucha potencia de computadora barata y pesada, por lo que parece una buena idea.

Si las cámaras pueden ver el robot y el proyectil, probablemente solo sea necesario conocer la orientación de los robots, de modo que el robot pueda ser conducido en una dirección para evitar el proyectil. La orientación del robot podría ser factible si las cámaras ven LED de diferentes colores en las esquinas (visibles) de los robots.

Los BLDC tienen mucho torque una vez que están bajo el control adecuado. Sin embargo, son más complejos de manejar que los simples motores de CC. En mi (limitada) experiencia, lograr que los BLDC comiencen es la parte más difícil, lo que sería una desventaja en su aplicación.

Para un arranque rápido, la unidad del motor necesita algún comentario para conocer su posición. Tengo algunos controladores BLDC listos para usar, diseñados para usar en modelos. Toman una notable fracción de segundo para que los BLDC se muevan, y he visto que este es el caso de varias otras combinaciones de BLDC y control de motor.

Con un presupuesto limitado, donde es posible que solo pueda pagar el costo de un conjunto de piezas, le recomiendo encarecidamente que realice una investigación exhaustiva antes de probar los BLDC. Personalmente, creo que pueden ser un poco demasiado caros para su presupuesto; mis BLDC de bajo costo con controladores (compatibles con reversa, muchos de los controladores BLDC no hacen reversa, pero sospecho que su robot lo necesitará) eran más de $ 40.

Si se puede reducir el peso del robot a unos pocos cientos de gramos, los motores de CC de engranajes pequeños son poderosos, populares, de costo modesto y fáciles de conducir. P.ej. motores de engranajes de 12 mm que están disponibles en muchos proveedores, aunque la calidad del más barato puede ser diferente de estos (se pueden obtener por alrededor de $ 6 cada uno). Usted puede ser capaz de pagar 4 de esos. He visto pequeños robots 4WD (150gm) usándolos con las "ruedas anchas" de la estantería, y "ruedan" porque hay mucha tracción y par motor.

Las personas que hacen guerras de robots con 'Peso de hormigas' y 'Mini Sumo' usan esos motores con engranaje de CC. Vienen en una gama de relaciones de engranajes, por lo que podría apuntar a un equilibrio entre la velocidad y el par. Necesitan un controlador de motor, pero hay muchos controladores listos para usar de revendedores de Internet por unos pocos GBP capaces de controlar la potencia más que suficiente.

Esos tipos de guerras de robots también usan modelos de servos. Una vez más, vienen en un rango de potencia y velocidad, pueden modificarse para una rotación de más de 180 grados y tienen sus propios componentes electrónicos de control de motores, por lo que pueden ser rápidos para trabajar.

Además de los motores, debe pensar en el costo de alimentarlos. Las baterías LiPo tienen la mayor potencia / peso. Sin embargo, puede terminar gastando 30GBP + en un cargador de batería además del costo de las baterías. NiMh no son tan buenos. Sin embargo, AA o AAA son fáciles de comprar, y el cargador es barato.

    
respondido por el gbulmer
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El motor síncrono de imán permanente (PMSM) sería una opción perfecta si tiene presupuesto, de lo contrario, un motor BLDC también es un buen candidato. Los motores paso a paso no tienen una dinámica tan alta y una capacidad de sobrecarga corta. Normaly PMSM está clasificado con una sobrecarga del 250%.
Si desea un rendimiento realmente bueno, debe coincidir con los momentos de inercia, lo ideal es J_mot = J_load, si esto no es posible, se usa un reductor J_mot = J_reducer + J_load / P ^ 2, p es la relación de reducción.

    
respondido por el Marko Buršič
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Escribiría esto como un comentario, pero me temo que no tengo suficientes puntos.

Usted ha declarado que le gustaría que su robot pueda acelerar a 60 m / s ^ 2. También mencionas que tu robot tiene ruedas. Me temo que no es posible acelerar a este ritmo con un vehículo impulsado por ruedas a menos que tenga algún método para producir una fuerza descendente adicional (por ejemplo, imanes, ventiladores de succión) de lo contrario, simplemente no tendrá suficiente agarre.

Los neumáticos de robot de modelo normal tendrán un valor de mu (mu es la relación entre la fuerza descendente del robot y su fuerza lateral disponible, o coeficiente de fricción ) entre 0,7 (por ejemplo, juntas tóricas) y 1,5-ish (por ejemplo, neumáticos mini-z racer), dependiendo de la suavidad del neumático utilizado. He visto alguna mención de robots mini-sumo personalizados que tienen llantas con un valor mu de hasta alrededor de 3, lo que es realmente alto. Para acelerar tu robot a 60 m / s ^ 2 necesitarías un mu de alrededor de 6.

Saludos, Tim.

    
respondido por el timfoden

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