已知光伏清洁机器人24kg,且部署在30度的斜坡,电机功率为30W,转速50r/min,轮胎半径为8cm,系统整体机械传动效率为99%,电机输出至变速箱(减速比10:5),后经过减速器(减速比5:1)。求电机是否能够带动机器人运动(忽略摩擦力,g取9.8m/s2)
时间: 2024-04-23 07:25:24 浏览: 68
清洁(环保)机器人
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首先,我们需要计算出电机的输出转矩。根据电机功率和转速的关系式:
P = 2πNT/60
其中,P为功率,N为转速,T为输出转矩。
代入数据,可得:
30 = 2π × 50T/60
化简得:
T = 2.83 N·m
接下来,我们需要计算出机器人所受的重力和滑动摩擦力。由于机器人部署在30度的斜坡上,其重力分解成两个方向:与斜面垂直的力和沿斜面方向的力。
与斜面垂直的力为:
Fg⊥ = mgcosθ = 24 kg × 9.8 m/s^2 × cos30° ≈ 201.6 N
沿斜面方向的力为:
Fg∥ = mgsinθ = 24 kg × 9.8 m/s^2 × sin30° ≈ 117.6 N
根据牛顿第一定律,机器人所受合力等于运动阻力,即:
F合 = F滑动 + Fg∥
由于忽略摩擦力,所以F滑动为0,因此:
F合 = Fg∥ = 117.6 N
接下来,我们可以计算出机器人所需的扭矩:
τ = F合 × r = 117.6 N × 0.08 m = 9.408 N·m
最后,我们需要计算出电机输出转矩经过传动系统后的实际扭矩。由于传动效率为99%,所以实际扭矩为:
τ实际 = τ/0.99 = 9.504 N·m
由此可知,电机的输出转矩为2.83 N·m,经过传动系统后的实际扭矩为9.504 N·m,大于机器人所需的扭矩9.408 N·m,因此电机能够带动机器人运动。
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