劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 10:39:53

独轮车上台阶需要多大扭矩

如图所示,独轮车总重量为G,同轴电机驱动。请问电机(含减速机)需要多大扭矩才能翻上台阶?跪求计算公式或参考资料。谢谢啦!


晓昀 发表于 2020-3-18 11:00:18

轮子从一个台阶滚上上一个台阶过程中,重心升高的高度所做的功为P,轮子滚动的转速为n,根据公式T=9550*P/n计算出的就是扭矩,计算时要考虑机械效率。

还可以用轮子上台阶时所用的拉力乘以滚动支撑点到力的距离。

红伟92 发表于 2020-3-18 11:10:34

一开始也有点懵···很久没做过这样的题了。
轮子受2个力,一个是重力,一个是轮子与台阶接触点的摩擦力,这两个力达成平衡,轮子才能动;
摩擦力应切与轮子外圆,也就是你电机力矩产生的力;
做题的话,到这里就行了。
实际用的话,要考虑轮子与台阶实际能产生多少摩擦力(这与材料、轮子重量有关,第二个台阶还与惯性有关),
以及需要的上台阶时间(要给轮子一个加速度,否则还是动不了)

wryp 发表于 2020-3-18 13:18:17



大概是这样子吧?请各位指正

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 14:08:40

晓昀 发表于 2020-3-18 11:00
轮子从一个台阶滚上上一个台阶过程中,重心升高的高度所做的功为P,轮子滚动的转速为n,根据公式T=9550*P/n ...

谢谢解答。但这样计算似乎没有考虑小车与台阶的尺寸关系,还有相互作用力的关系,感觉有点没底。。

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 14:13:12

红伟92 发表于 2020-3-18 11:10
一开始也有点懵···很久没做过这样的题了。
轮子受2个力,一个是重力,一个是轮子与台阶接触点的摩擦力 ...

理论感觉应该这么算,即以支点计算两边的力矩平衡。但目前思路阻塞点是:车轮与台阶的接触点如果视为转动支点,那摩擦力(也通过这个支点)就没法形成力矩了。

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 14:14:25

wryp 发表于 2020-3-18 13:18
大概是这样子吧?请各位指正

谢谢,但你只考虑力平衡,没有考虑力矩平衡吧?

wryp 发表于 2020-3-18 14:34:05

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 14:14
谢谢,但你只考虑力平衡,没有考虑力矩平衡吧?

你说的这些都有,包括轮径与台阶的关系。我估计你还没去理解公式怎么出来的,请去理解体会。然后有问题才能再讨论!

红伟92 发表于 2020-3-18 15:27:37

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 14:13
理论感觉应该这么算,即以支点计算两边的力矩平衡。但目前思路阻塞点是:车轮与台阶的接触点如果视为转动 ...

你把这个点视作支点,而不是受力点的话,等于是这个支点有一个力矩,这个力矩就是电机的力矩,这样系统才会恢复平衡。
按你这样的分析,相当于以半径为杆,杆端部受力G,支点处受力矩,因为要运动,所以地面无力产生

劲柳MARTIN 发表于 2020-3-18 16:30:10

wryp 发表于 2020-3-18 14:34
你说的这些都有,包括轮径与台阶的关系。我估计你还没去理解公式怎么出来的,请去理解体会。然后有问题才 ...

谢谢解答!公式我应该明白了 ,FCosa=G好理解,请问FSina 用来干嘛?
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