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  • 1 # 曉峰103075021

    電機引數要求:

    首先我們需要確定機器人的執行環境,如機器人主要運行於室外還是室內,光滑地面還是粗糙地面,需不需要爬坡等等。其次,我們需要確定機器人的具體機械引數,如大小、重量等等。接下來就需要確定機器人執行的一些引數,如執行速度以及轉矩。

    電機透過驅動機器人輪胎從而使得機器人運動。機器人的運動速度主要取決於電機轉速與輪胎直徑。而電機的旋轉速度取決於輸入電壓和其負載轉矩。在相同供電電壓下,空載時電機旋轉速度要高於負載時旋轉速度。在相同供電電壓下,電機所需要出力越大,那麼電機轉速越低,電機電流越大,當出力增大到一定程度時,電機將會停止旋轉,也就是堵轉。此時,電機電流最大,電機長時間堵轉將會引起電機溫度上升,嚴重時會造成電機損壞。

    機器人輪胎速度與電機旋轉速度關係為:

    V=0.02*pi*w*R/60;

    其中:V為機器人執行速度(m/s);

    w為經過減速器後電機旋轉速度(rpm);R為電機半徑(cm);

    假設我們要求機器人執行平均速度為Vavg,那麼要求減速電機轉速為:

    w=60*Vavg/(0.02*pi*R) (1)

    電機轉矩要求:

    電機轉矩要求主要有機器人執行地面摩擦、坡度有關。

    假設機器人執行地面摩擦因數為C,機器人質量為m(kg),此時機器人在地面勻速執行要求轉矩為:

    T=0.01Ff*R=0.01C*mg*R;

    其中Ff為摩擦力(N),R為輪胎半徑(cm);

    在勻速運動之外,可能我們還會規定機器人的最大爬坡角度theta以及要求的最大加速度a等,此時,可以將兩者等效為摩擦,此時:

    C=C0+sin(theta)+a/g;

    其中,C0為固有的地面摩擦係數,theta為最大爬坡解讀,a為最大加速度,g為重力加速度;

    T=0.01CmgR; (2)

    上述1式和2式即為機器人電機轉速和轉矩選擇方法。

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