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標題: 獨輪車上臺階需要多大扭矩 [打印本頁]

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 10:39
標題: 獨輪車上臺階需要多大扭矩
如圖所示，獨輪車總重量為G，同軸電機驅動。請問電機（含減速機）需要多大扭矩才能翻上臺階？跪求計算公式或參考資料。謝謝啦！

(, 下載次數: 145)

作者: 曉昀 時間: 2020-3-18 11:00
輪子從一個臺階滾上上一個臺階過程中，重心升高的高度所做的功為P,輪子滾動的轉速為n，根據公式T=9550*P/n計算出的就是扭矩，計算時要考慮機械效率。

還可以用輪子上臺階時所用的拉力乘以滾動支撐點到力的距離。

作者: 紅偉92 時間: 2020-3-18 11:10
一開始也有點懵···很久沒做過這樣的題了。
輪子受2個力，一個是重力，一個是輪子與臺階接觸點的摩擦力，這兩個力達成平衡，輪子才能動；
摩擦力應切與輪子外圓，也就是你電機力矩產生的力；
做題的話，到這里就行了。
實際用的話，要考慮輪子與臺階實際能產生多少摩擦力（這與材料、輪子重量有關，第二個臺階還與慣性有關），
以及需要的上臺階時間（要給輪子一個加速度，否則還是動不了）

作者: wryp 時間: 2020-3-18 13:18
(, 下載次數: 87)

大概是這樣子吧？請各位指正

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 14:08

曉昀發表于 2020-3-18 11:00
輪子從一個臺階滾上上一個臺階過程中，重心升高的高度所做的功為P,輪子滾動的轉速為n，根據公式T=9550*P/n ...

謝謝解答。但這樣計算似乎沒有考慮小車與臺階的尺寸關系，還有相互作用力的關系，感覺有點沒底。。

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 14:13

紅偉92 發表于 2020-3-18 11:10
一開始也有點懵···很久沒做過這樣的題了。
輪子受2個力，一個是重力，一個是輪子與臺階接觸點的摩擦力 ...

理論感覺應該這么算，即以支點計算兩邊的力矩平衡。但目前思路阻塞點是：車輪與臺階的接觸點如果視為轉動支點，那摩擦力（也通過這個支點）就沒法形成力矩了。

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 14:14

wryp 發表于 2020-3-18 13:18
大概是這樣子吧？請各位指正

謝謝，但你只考慮力平衡，沒有考慮力矩平衡吧？

作者: wryp 時間: 2020-3-18 14:34

勁柳MARTIN 發表于 2020-3-18 14:14
謝謝，但你只考慮力平衡，沒有考慮力矩平衡吧？

你說的這些都有，包括輪徑與臺階的關系。我估計你還沒去理解公式怎么出來的，請去理解體會。然后有問題才能再討論！

作者: 紅偉92 時間: 2020-3-18 15:27

勁柳MARTIN 發表于 2020-3-18 14:13
理論感覺應該這么算，即以支點計算兩邊的力矩平衡。但目前思路阻塞點是：車輪與臺階的接觸點如果視為轉動 ...

你把這個點視作支點，而不是受力點的話，等于是這個支點有一個力矩，這個力矩就是電機的力矩，這樣系統才會恢復平衡。
按你這樣的分析，相當于以半徑為桿，桿端部受力G，支點處受力矩，因為要運動，所以地面無力產生

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 16:30

wryp 發表于 2020-3-18 14:34
你說的這些都有，包括輪徑與臺階的關系。我估計你還沒去理解公式怎么出來的，請去理解體會。然后有問題才 ...

謝謝解答！公式我應該明白了，FCosa=G好理解，請問FSina 用來干嘛？

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-18 16:36

紅偉92 發表于 2020-3-18 15:27
你把這個點視作支點，而不是受力點的話，等于是這個支點有一個力矩，這個力矩就是電機的力矩，這樣系統才 ...

謝謝解答。也就是說，支點處的力矩（電機扭矩）與重力G產生的扭矩平衡。摩擦力F（電機扭矩產生的）的豎直分力與重力G平衡（就像樓上Wryp老兄分析的那樣）。是嗎？

作者: 紅偉92 時間: 2020-3-18 17:01

勁柳MARTIN 發表于 2020-3-18 16:36
謝謝解答。也就是說，支點處的力矩（電機扭矩）與重力G產生的扭矩平衡。摩擦力F（電機扭矩產生的）的豎直 ...

是的

作者: 遠祥 時間: 2020-3-18 22:28
計算公式是 T=9550 * P / n 。P是電機的額定（輸出）功率單位是千瓦（KW）分母是額定轉速n 單位是轉每分 (r/min)P和n可從電機銘牌中直接查到。

作者: wryp 時間: 2020-3-19 07:42

勁柳MARTIN 發表于 2020-3-18 16:30
謝謝解答！公式我應該明白了，FCosa=G好理解，請問FSina 用來干嘛？

Fsina用來克服重力，Fcosa用來克服水平阻力，就是說，再上臺階的時候，如果能自鎖，自己就克服水平阻力爬上去了，，如果達不到自鎖，需要外力提供水平阻力！

作者: 勁柳MARTIN 時間: 2020-3-19 10:29

wryp 發表于 2020-3-19 07:42
Fsina用來克服重力，Fcosa用來克服水平阻力，就是說，再上臺階的時候，如果能自鎖，自己就克服水平阻力爬 ...

謝謝解答。

作者: 夢里啥都有 時間: 2020-3-20 22:29
本帖最后由夢里啥都有于 2020-3-20 22:57 編輯

我覺得這個場景感覺有點不可思議  當然沒理論  所以我的話看看就好
場景一  假設階梯為斜波  當輪子下滑時候  起碼時刻與斜波接觸
但是你這個場景二  臺階假設與邊線接觸下邊放空這個  總感覺怪怪的

不好意思  我誤解了  發表了刪除不了也有慣性一說  保持運動

給不了幫助說下感覺
只要輪子一動下面就會放空  感覺與摩擦力無關  與（以臺階邊線為支點）的力矩有關啟動不知道。。。
假設可以向上運動了慣性這個太。。。       用能量消耗來說這個能量消耗至少要大于一個臺階高度的wgh（克服重力勢能）

至于初始的啟動因為地面接觸可能耗散一部分  瞬間這個怎么看  不懂。。。

胡說八道的  打擾。。。。

補充內容 (2020-3-21 00:09):
除了重力是阻力矩提功力動力方向在哪里  至少剛剛開始  動力是摩擦力提供的所以這個力是與臺階平衡的
離開后無作用由慣性驅動慣性這個太。。。故繼續引用上面的回復  知道能量耗散停止驅動

補充內容 (2020-3-21 00:09):
表述亂說的  概念也很隨意

作者: 夢里啥都有 時間: 2020-3-20 23:15

紅偉92 發表于 2020-3-18 17:01
是的

可否請教一下對于自身耗散能量的施力物體力的方向是如何的如果是一個斜波可以想成與平面平行的一個力
那么這個場景下臺階邊線如何判斷？

作者: 紅偉92 時間: 2020-3-21 07:57

夢里啥都有發表于 2020-3-20 23:15
可否請教一下對于自身耗散能量的施力物體力的方向是如何的如果是一個斜波可以想成與平面平行的一個 ...

抱歉，“自身耗散能量的施力物體”我個人不太明白描述的是什么，回復不了這個問題

作者: 舉起你的爪子 時間: 2020-3-21 16:56

曉昀發表于 2020-3-18 11:00
輪子從一個臺階滾上上一個臺階過程中，重心升高的高度所做的功為P,輪子滾動的轉速為n，根據公式T=9550*P/n ...

9550是什么

作者: 曉昀 時間: 2020-3-21 21:57

舉起你的爪子發表于 2020-3-21 16:56
9550是什么

公式里的常數

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