獨輪車上臺階需要多大扭矩

勁柳MARTIN

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！

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。

紅偉92

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）

wryp

大概是這樣子吧？請各位指正

勁柳MARTIN

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。。

勁柳MARTIN

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。

勁柳MARTIN

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？

wryp

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！

紅偉92

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

勁柳MARTIN

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？