机器人驱动马达选择方法

从"ROS Robotics Projects"的中间一个章节看到以下的计算方法:

小车有4个轮子, 其中2个是主动轮, 2个从动轮, 假设摩擦系数是0.6, 轮子半径是4.5cm, 使用下面的公式:

小车总重量=小车重量+负载重量

小车的重量是3kg * 9.8 = 30N 牛顿

负载是2kg * 9.8 = 20N 牛顿

总重量是50N = 2 * N1 + 2 * N2

N1是主动轮负重, N2是从动轮负重

 

在小车静止的时候, 要启动, 必须输出最大扭矩, 公式是:

u * N * r -T =0

u是摩擦系数, N是每个轮子的平均负载, r是轮子半径, T是移动所需的最大扭矩.

然后:

N = W/2

理由是其实总重量是两个主动轮来分担的, 每个主动轮分担一半.

把摩擦系数0.6带进去(百度了一下, 大概就是橡胶跟地面的摩擦系数):

0.6*(50/2)*0.045(米)=T

T大概就是0.675牛-米, (就是那个印在思域屁股后面的那个220的单位, 扭矩).或者换算成kg-cm是6.88

 

接着是计算马达的转速, 妈的, 这种东西应该不会成为中国哪个大学的自动化专业傻逼的毕业论文吧?

小车设计的的最大速度(直线)是0.35m/s, 离地间隙是3cm.

RPM, 每分钟转速计算公式为:

RPM=(60*speed)/(3.14*轮子直径)=(60*0.35)/3.14*0.09= 21/0.2826=74

简单来说就是, 如果已经知道速度, 转速就由轮子直径决定了.

为了留有余量, 选择转速为80转-100转每分钟即可.

 

那么轮子的设计总结如下:

电机转速: 80RPM

电机扭矩:10kg-cm

轮子直径: 90cm

负载2kg, 自重3kg, 轮子包胶, 水泥地面.