Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Pohony pro mobilního robota Ing. Martin Locker

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Pohony pro mobilního robota Ing. Martin Locker"— Transkript prezentace:

1 Pohony pro mobilního robota Ing. Martin Locker

2 Požadavky na pohony Cena Cena Vhodný rozsah rychlost Vhodný rozsah rychlost Snadné řízení rychlosti, resp. síly Snadné řízení rychlosti, resp. síly Malá hmotnost Malá hmotnost Malá spotřeba energie Malá spotřeba energie Jednoduchá řídicí elektronika Jednoduchá řídicí elektronika

3 Vhodné motory pro pohon Krokové motory Krokové motory Stejnosměrné elektromotory (DC) Stejnosměrné elektromotory (DC) Bezkomutátorové elektromotory (BLDC) Bezkomutátorové elektromotory (BLDC)

4 Krokové motory + relativně jednoduché řízení rychlosti + bez nutnosti zpětné vazby + vyhovující otáčky - není potřeba převodovka - špatný poměr výkon/hmotnost - vyšší spotřeba - pro vyšší výkon složitější řízení

5 Stejnosměrné motory (DC) + výhodný poměr výkon/hmotnost + cena + relativně jednoduché řízení rychlosti a síly - vysoké otáčky – potřeba převodovky - potřeba snímače pro řízení rychlosti a polohy

6 Bezkomutátorové motory + nejvyšší poměr výkon/hmotnost - složité řízení - cena - potřeba převodovky

7 Zdroje vhodných motorů staré tiskárny, scanery, disketové mechaniky staré tiskárny, scanery, disketové mechaniky + téměř zadarmo + lze použit i obvody pro řízení - težko opakovatelné nákup nákup - cena Krokové motory - unipolární, bipolární

8 Zdroje vhodných motorů ? převodovka ? převodovka malé motory <1W malé motory <1W  modelářská serva, GM8,... střední motory <10W střední motory <10W  33G, RB35,... velké motory >10W velké motory >10W  MFA (RE385, RE540, MAXON,...) Stejnosměrné motory

9 Určení potřebného výkonu Hmotnost robota Hmotnost robota Požadovanou stoupavost Požadovanou stoupavost Maximální rychlost Maximální rychlost Maximální zrychlení Maximální zrychlení Velikost kol Velikost kol Materiál kol a terén, pro jaký je robot určen Materiál kol a terén, pro jaký je robot určen Pro určení potřebného výkonu motoru potřebujeme znát:

10 Určení potřebného výkonu Uvedený postup ukazuje přibližné určení potřebného výkonu: Potřebný výkon motoru: F... je součet všech „odporových sil“ působících na robota v max... požadovaná maximální rychlost M k... potřebný krouticí moment na kole robota ... úhlová rychlost otáčení kola

11 Určení odporových sil Uvažujeme 3 nejdůležitější složky sil: síla na překonání trakčních odporů síla na překonání trakčních odporů síla pro překonání setrvačných sil při akceleraci síla pro překonání setrvačných sil při akceleraci síla pro stoupání síla pro stoupání

12 Trakční odpory Dominantní odpor proti pohybu způsobuje odpor valení, který je způsoben deformací kola a podložky Výsledkem je, že se kolo neodvaluje kolem ideálního bodu dotyku, ale kolem jiného bodu posunutého o vzdálenost, která se nazývá rameno valivého odporu  F v... síla pro pohyb G... tíhová síla (G=m.g) F T... potřebná adhezní síla N... normálová síla mezi podložkou a kolem

13 Setrvačná síla Při akceleraci musí hnací síla překonat setrvačnou sílu F a... síla pro akceleraci m... hmotnost robota (pro přesnější výpočet je nutné uvažovat i setrvačnost rotujících hmot, tj. motoru a převodovky) a max... maximální zrychlení

14 Síla pro stoupání Při jízdě do kopce musí robot překonat složku tíhové síly F s... síla pro stoupání G... tíhová síla (G=m.g) ... maximální úhel stoupání

15 Příklad výpočtu Očekávané parametry robota: hmotnost m = 500g hmotnost m = 500g rychlost v max = 2 m/s rychlost v max = 2 m/s zrychlení a max = 2 m/s 2 zrychlení a max = 2 m/s 2 max. stoupání 5cm na 1m max. stoupání 5cm na 1m kola průměr 4cm kola průměr 4cm

16 Odpor při valení: problém je odhad deformace kola a podložky – odhad styková plocha cca 5mm, tedy x = 2,5mm. Setrvačná síla:

17 Síla pro stoupání: stoupání h=5cm na l=1m odpovídá úhel: Celková potřebná síla pohonu:

18 Potřebný krouticí moment pohonu: Výstupní otáčky pohonu:

19 Potřebný výkon pohonu: Takto určený výkon pohonu je poněkud nadhodnocený, protože obvykle při maximální rychlosti nepotřebujeme plnou akceleraci, také do kopce pomůže setrvačnost, atd. Takto určený výkon pohonu je poněkud nadhodnocený, protože obvykle při maximální rychlosti nepotřebujeme plnou akceleraci, také do kopce pomůže setrvačnost, atd. Dynamika robota bude při takto navrženém pohonu lepší než je předpoklad, protože většina motorů poskytuje při nižších otáčkách větší krouticí moment. Takže pro nižší otáčky získáme vetší akceleraci než byla požadována. Dynamika robota bude při takto navrženém pohonu lepší než je předpoklad, protože většina motorů poskytuje při nižších otáčkách větší krouticí moment. Takže pro nižší otáčky získáme vetší akceleraci než byla požadována. Takže výsledný potřebný výkon v daném případě bych volil kolem 2W. Takže výsledný potřebný výkon v daném případě bych volil kolem 2W.


Stáhnout ppt "Pohony pro mobilního robota Ing. Martin Locker"

Podobné prezentace


Reklamy Google