独轮车上台阶需要多大扭矩

劲柳MARTIN · 发表于 2020-3-18 10:39:53

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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