獨(dú)輪車上臺階需要多大扭矩

勁柳MARTIN

如圖所示，獨(dú)輪車總重量為G，同軸電機(jī)驅(qū)動。請問電機(jī)（含減速機(jī)）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！

曉昀

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(zhuǎn)速為n，根據(jù)公式T=9550*P/n計算出的就是扭矩，計算時要考慮機(jī)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(diǎn)到力的距離。

紅偉92

一開始也有點(diǎn)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(diǎn)的摩擦力，這兩個力達(dá)成平衡，輪子才能動；
摩擦力應(yīng)切與輪子外圓，也就是你電機(jī)力矩產(chǎn)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(chǎn)生多少摩擦力（這與材料、輪子重量有關(guān)，第二個臺階還與慣性有關(guān)），
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）

wryp

大概是這樣子吧？請各位指正

勁柳MARTIN

曉昀 發(fā)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(zhuǎn)速為n，根據(jù)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(guān)系，還有相互作用力的關(guān)系，感覺有點(diǎn)沒底。。

勁柳MARTIN

紅偉92 發(fā)表于 2020-3-18 11:10
一開始也有點(diǎn)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(diǎn)的摩擦力 ...

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

勁柳MARTIN

wryp 發(fā)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？

wryp

勁柳MARTIN 發(fā)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(guān)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！

紅偉92

勁柳MARTIN 發(fā)表于 2020-3-18 14:13
理論感覺應(yīng)該這么算，即以支點(diǎn)計算兩邊的力矩平衡。但目前思路阻塞點(diǎn)是：車輪與臺階的接觸點(diǎn)如果視為轉(zhuǎn)動 ...

你把這個點(diǎn)視作支點(diǎn)，而不是受力點(diǎn)的話，等于是這個支點(diǎn)有一個力矩，這個力矩就是電機(jī)的力矩，這樣系統(tǒng)才會恢復(fù)平衡。
按你這樣的分析，相當(dāng)于以半徑為桿，桿端部受力G，支點(diǎn)處受力矩，因為要運(yùn)動，所以地面無力產(chǎn)生

勁柳MARTIN

wryp 發(fā)表于 2020-3-18 14:34
你說的這些都有，包括輪徑與臺階的關(guān)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(yīng)該明白了 ，F(xiàn)Cosa=G好理解，請問FSina 用來干嘛？