2.2割草机器人基本参数
已知的智能割草机器人设计要求有如下:
(1).运行速度:0.08~0.6 m/s;
(2).割草机器人外形:800mm×510mm×400mm;
(3).割草高度:25mm~90mm;
(4).刀片转速:4200 rpm~5400 rpm。
暂定机器人质量 ;单个驱动轮质量 ;
车轮直径 ;草地滚动摩擦系数 ;
传动系统效率 电动机至车轮的传动总效率( ,式中 、 、 、 分别为联轴器、轴承、齿轮传动、差速器和轮轴的传动效率。取 =0.99, =0.98, =0.98, =0.97, ) 。
通过以上数据,计算并且参考设计手册,得到智能割草机器人各重要部件的型号、尺寸。
2.3机器人驱动轮电机的选择
1、机器人车体受力分析
车轮与地面间滚动摩擦阻力为:
式中: —驱动轮滚动摩擦系数;m一机器人的质量;g—当地重力加速度
机器人行驶于草坪上时, 一般取(0.1—0.4),在此取
2、选择电机的容量
(1)电动机所需要的功率: kW,
考虑材料及摩擦等损耗取系数k=1.2,所以
机器人行走的速度为0.08~0.6 m/s,则车轮的转速为
电机的转速:
以上公式中: —— 机器人前进所需功率,kW;
—— 由电动机至车轮轴的总效率,kW;
F—— 机器人的运行阻力,N;
—— 机器人的线速度,m/s。(已经确定搬运小车运行速度大约为0.08~0.6 m/s,此处取0.6m/s)
(2)我们需要的电机为: 在 左右, 转/分钟
(3)选取电机型号为57BYG250B,各参数如表2.1:
表2.1 电机参数
电机型号 相数 相电流 步距角 保持转矩 空载启动频 率 空载运行频 率 转动惯 量 重量
A 度 Nm KPPS KPPS Kgcm2 kg
57BYG250B 2/4 1.5 0.9/1.8 2.0 2 20 0.145 0.65
电动机主要尺寸如图2.3,其中L=56mm:
图2.3 电机尺寸
接线方式如表2.2:
表2.2 电机接线
电机型号 A A’ B B’ 备注
57BYG250B 红 黄 绿 蓝 4出线
(4)下步计算定电机功率为 =50W,转数 =300r/min,由公式:
T(Nm)=9550P(KW)/n(r/min)
计算出转矩T为 ,满足电机要求。
(5)电机的安装
电机需要固定,电机安装件设计如下图2-4,前机座通过螺钉四枚M3-4与电机相连,下方通过规格为M6的751角头螺栓与底板相连。后机座也是通过两M6螺栓与底盘相连。
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