自走車馬達選擇問題

我愛自走車

總重約為19kg，車體圖大致如下

啟動時

1、輪胎的滾動摩擦約為0.05~0.08，取平均0.07
2、馬達最小輸出扭矩=F*r
      =18kgw*0.07*10cm

≒12.6 (kg-cm)







1、假設加速度為0.05m/s^2
2、F=m*a=F-fk
3、馬達最小輸出扭矩=F*r
     =(fk*μ+m*a)*r
     =(18kgw*0.07+18kgw*0.05)*10cm

≒21.6 (kg-cm)






等速過程，所以F=fk
=>馬達最小輸出扭矩
   =F*r
   =18kgw*0.07*10cm

≒12.6 (kg-cm)


問一下，我要選擇哪一顆馬達比較適合??
直接選擇最小輸出21.6 (kg-cm)的馬達嗎??還是??

對了，我上述分析是否正確??(摩擦係數的假設、扭力的計算....等等)

麻煩各位大大幫小弟，謝謝

mzw2008

約是這樣
我還會思考以下問題
1. 到底想要怎樣的加速度 ? 啟動快? 還是慢慢加速? 載重只會這樣不改了嗎?
2. 一般馬達都是選稍大一些 , 畢竟還有馬達本身的耗損(本身、、齒輪箱、傳動軸等等都有磨擦力)
   以及還要考慮電池會越來越沒電
3. 有加速度的F算出來是21KG...並不是直接選21KG ...難道車子只有一顆馬達在驅動? XD
   若是四輪驅動, 則這個數字除以四就很好找, 選擇10KG左右就能擁有 10*4=40KG的輸出
    而且, 很重要的問題是--靜摩擦力遠大於動摩擦力, 馬達力量只大一點點會根本無法啟動
4. 18KG的重量, 輪子是否能負荷? 變形的輪子會使摩擦力大增的
5. 摩擦力是怎樣測出的? 不同材質的地面也會不同哩! 只走平地, 不會走斜坡?

另外, 輪子一定要這麼大顆喔XD

千算萬算
不如直接買一個回來倒推換算還快一點
用假設的數據
基本上都要乘上"安全係數"
這一乘可能所有的馬達通通不適用

如果是我
選馬達就直接看輸出功率就好
速度就以最大扭力時的轉速用減速比換算一下
可以吻合就用了
實測後再依現況修正要變規格再變
一般來說
這樣買到的馬達應該一定可以用
只是驅動時要用程式微調一下

如果用計算式去算出來的
只要一個參數忘了假設
很可能結果就差很多 (完全不能用的機會很大)
參考看看囉~~~

我愛自走車

回答鯨魚大：
1、加速度的圖忘了改....
    加速度定0.05m/s^2，有分慢慢加速、快快加速ㄇ?!
   重量大概不會改多少....
2、一般要大多少??  
3、若選四輪驅動，不就要遇到第一、控制的問題，第二、四顆小馬達會比一顆大馬達便宜嗎?!
4、我找到的輪子=>http://goods.ruten.com.tw/item/show?21202276864831
  他說可以承受載　　重：80kgs
5、摩擦係數好像很難.....預估，有看過說滾動摩擦界於0.05-0.07

回答N大
就是因為摳摳有限，所以須要先大概算一下~
要不然.......買來發現連發動都動不了@@
對了，要乘以一安全係數......  ，一般是多少?!

mzw2008

其實我也不建議用算的
買實際的來測最快, 也最準
我在做自走車都是這樣, 所以馬達平時就有備份一堆0.1~100KG的都有

加速度是由F來的, 所以馬達力量越大, 加速度理論上就越快
但事實上馬達先天設計上的轉速直接限制這個問題

四輪驅動不會有控制問題啊, 就看成兩輪的就行了
當然要四輪單獨各自驅動也可以,可以有更多操控的表現
通常小馬達比大馬達便宜是一定的哩

你找的輪子我家隔壁就有賣一模一樣的, 但, 這種輪子受力會變型
受80KG的力會嚴重變形, 這樣之前推導的公式通通不準了
且這種輪子很粗壯, 輪軸、支架、聯軸器之類的也會很粗導致很重...

摩擦係數不是隨便去亂看個數字回來推啦
那和你的輪台材質、接觸面的材質等等有關, 得實際做實驗才能知道
高低差非常多的
摩擦力也和接觸面積有關

扯遠了...
以你的題目來說, 個人建議先買10KG的兩顆回來測試
就能直接由結果決定是要買四顆10KG的還是怎樣XD

mzw2008

另外控制上有個重點
F=ma
F越大當然加速度就越大(到達極限轉速前)
那慢慢加速和快快加速差在哪裡?
你騎車時, 油門一下子轉到底跟慢慢轉/慢慢煞車和急煞車... 坐後面的人有什麼感覺
你問問他就知道了XDDD

馬達控制通常都是用PWM或是控制電壓去控制快慢(通常採用前者)
等於也控制了輸出的力量
平順的加速會使得車子看起來跑得很順暢
煞車時也不會頓的很難看

我愛自走車

鯨魚大：你有備份一堆0.1~100KG的都有，這......資金很龐大@@

我知道小馬達是比大馬達便宜，可是那因該單只一顆吧?! 若視一大會比四小來的便宜?!

輪子方面，鯨魚大你用什麼當輪子?!  我找得這輪子適合嗎?!

mzw2008

哈哈
1. 0.1~100KG 不會很龐大 , 我又不是每隔0.1KG就有一種, 那這樣足足有一千種耶@@
  是大約0.1,0.5, 1,2,3,5,6,7,9,13,20,25,30,35,50,100
  這沒幾種吧XD
  只是可能每一種又有分金屬/塑膠/塑鋼/速度快慢之類的分別
   雖然不是人家大公司動不動就億來億去的, 有這些也不會需要花多少錢
2. 馬達前面就講過啦, 你不可能只想要裝一顆馬達吧 ???
   10KG的一顆約是幾百就有, 40kg的一顆是數千耶
    4顆可以做出的操控動作也會比一顆多啊,
    而且只有一顆也沒辦法操縱, 難道你想要只能前後就好??XDD
3. 輪子沒辦法講的準, 我這裡常備的有十多種, 但都是負載10KG以內的(單輪)
要超過就都是定做
要看你到底用途在那裏?
硬輪因為不易變型, 摩擦力較低, 但相對避震就差(可透過避震器或是別的機構來改善)
對於可能會裝攝影機之類的應用比較不利
軟輪/大輪可以比較適應地形, 但相對摩擦力大
當然也可以"開下去", 作類似登月/登火星車那種合金避震輪XD

所以先想清楚你想要用在什麼地形/整車載重後多少/ 希望的運動速度...
這些答案先出來, 比較好估

我愛自走車

回答鯨魚大：
1、場地是在教室，一般是大理石地板?! 比較硬且平坦
     或者是一般馬路->柏油路，有稍為凹凸不平
     也有可能在人行道，造景人行道，用一塊一塊的拼出來的那種(能知道在講哪個?!)
2、整車的重量預計不要超過20KG，目前估計一下，18-19KG  包括馬達等等，全包(已上述方式算的一顆馬達約2.2KG)
3、應該說要兩顆，一顆主要用來驅動(大的)，另一顆小的負責轉向
   
問鯨魚大：
1、請問一下，如果要四顆輪子都轉向要怎麼控制??
     還是說四顆輪子都裝個馬達控制其擺動?!@@

mzw2008

若是這樣建議用四顆小馬達 +普通的不要太硬的輪子

但是你這樣講好矛盾
>>>>應該說要兩顆，一顆主要用來驅動(大的)，另一顆小的負責轉向
>>>>請問一下，如果要四顆輪子都轉向要怎麼控制??
>>>>還是說四顆輪子都裝個馬達控制其擺動?!@@

兩顆控制很容易, 就只要控制兩顆
四輪都要獨立控制變成要八顆了(每輪兩顆, 一顆驅動, 一顆轉向),忽然變很麻煩

我愛自走車

鯨魚大
抱歉，我的表達能力須加強~
我的意思是，以鯨魚大的方式，要怎麼控制輪子轉彎?!
是在每顆輪子都裝一顆馬達?!  還是???

我原本的想法是後輪驅動(一顆較大的驅動馬達連接)，然後前輪負責轉向(一顆較小馬達連接)
因為不太瞭解要怎麼做，就大概隨便想了這個方法
不知鯨魚大認為哪種方法比較好?  能推薦一下較適合的方法或是類似的文章嗎??

mzw2008

哈哈
看來我也誤會很大

其實每個輪子獨立控制方向是有的, 但是用來對付複雜地形
你的需求, 就是四顆輪子共四個馬達來控制就好
前進就是一起往前轉
後退就是一起往後轉
左轉呢? 那就是左邊的輪子不動或是往後轉、右邊的輪子往前轉, 就能有左轉效果
右轉就是顛倒上面的動作

這個部分若是要搞怪, 可以結合麥克納母輪之類的全向輪
http://www.roboard.com/RP-002.html
可以做到原地"向左右平移"的效果

當然啦, 你之前開的規格, 就是四顆馬達+硬一點的輪子
就能輕易做出來啦
不建議一顆大的在後面驅動一顆在前面轉向, 那是遙控車的想法
且你的預設重量較重, 馬達相對貴
自走車想要有高靈活性, 四顆獨立的馬達會比較OK

我愛自走車

對了~
鯨魚大~
爬了一下之前的文章~
鯨魚大好像擁有專業級的倉庫~!!!
問一下鯨魚大那裡有arduino mega 1280嗎??

對了~
輪子：1.5*4=6kg，感覺好像太重了= =
幾乎吃掉1/3的重量，鯨魚大有較輕又能乘載20KG(四顆共乘載20KG)的輪子嗎??能推薦一下嗎??

mzw2008

天啊!!! 光輪子就六公斤!!!車子預計20就占1/3重量了
這是用來在上百公斤的規格耶
我是有一堆輪子, 最大直徑14
但你外徑要20這個我沒有哩  得訂作

哈! 鯨魚的倉庫...只是一個堆滿零件看起來很像垃圾堆的地方啦
自己用磚頭蓋的, 沒有很專業的感覺@@
MEGA ...為了因應八月要開的課程, 目前尚有兩百多片庫存

我愛自走車

果然我的輪子還要再找找看~
之所以選這麼大的輪子是為了讓底盤高出地面6-7CM(參考上面PO的車體尺寸圖)
有沒有辦法將輪子變小，還能符合離地6-7CM的方法??

鯨魚大倉庫有arduino mega 1280???
請問一下，可賣嗎?? 多少??
(如果不方便，可以寄到我信箱：abc55432100@yahoo.com.tw)謝謝^^