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[Mécanique] base roulante robot : choix moteurs



  1. #1
    us01

    Talking [Mécanique] base roulante robot : choix moteurs


    ------

    Bonjour dans le cadre d'un projet d'école, je dois choisir un moteur pour ma base roulante. la base roulante est constituée de deux moteurs et une bille. On a choisi les deux moteurs pour que l'ensemble puisse prendre des virages.




    Poids de la base roulante : PR 10kg
    ø des roues : D 150mm
    Vitesse maximale du robot : VR 1m/s
    Accélération max : AM
    A = constante
    v = a*t+vo
    x = a*t²+vo*t+x0

    à t = 0s ==> x0 = 0m
    à t = 1s ==> X1 = 1m

    ( je n'arrive pas à déterminer l’accélération) car je trouve l’accélération est la même que la vitesse maximale du robot.


    Vitesse de rotation


    On désire une vitesse du robot de VR ( m/s )

    Vroue = (Vr*60)/(D*pie)
    Vroue = 1*60/0.15*Pi
    Vroue = 127.3 ==> 128 tr/min

    ensuite, le rapport de réduction nous donne la vitesse de rotation du moteur.

    Vmoteur = (Rapport de réduction*VR*60)/(D*Pie)
    Vmoteur = 1/24 * 1* 60 / 0.15 * pi
    Vmoteur = 5.3 tr/min
    ( je ne crois pas que ce soit bon ).

    Couple
    couple moteur = poids du moteur * Diametre des roues * ( Accéleration maximum + 9.81* 0 ) / ( 4 * R)

    on divise par 4 car on a deux moteurs.

    Couple moteur = 10 * 0.15 * ( 0.5 + 9.81 * 0 ) / ( 4 * 0.75 )

    9.81 * 0 corresponds à la pente qui est égale à 0.
    Et pour faire mon calcul j'ai pris 0.5s d’accélération.

    Couple moteur = 0.140 N/m
    ( encore une fois, ce résultat me parait trop faible )

    Pourriez-vous m'aider à choisir mes calculs, éventuellement, si vous avez d'autres méthodes ?

    Merci

    -----

  2. #2
    Paul1

    Re : [Mécanique] base roulante robot : choix moteurs

    Poids de la base roulante : PR 10kg
    ø des roues : D 150mm
    Vitesse maximale du robot : VR 1m/s
    Accélération max : AM
    A = constante
    v = a*t+vo
    x = a*t²+vo*t+x0
    Attention l'équation pour x est fausse. il manque un facteur 1/2.
    Si votre base roulante est à l'instant initiale immobile alors vo=0 et donc:
    x(t)=0.5*a*t^2 vous pouvez alors simplement trouver le facteur a.

    Il vous faut connaître le Vo pour déterminer l'accélération.

    On désire une vitesse du robot de VR ( m/s )

    Vroue = (Vr*60)/(D*pie)
    Vroue = 1*60/0.15*Pi
    Vroue = 127.3 ==> 128 tr/min

    ensuite, le rapport de réduction nous donne la vitesse de rotation du moteur.

    Vmoteur = (Rapport de réduction*VR*60)/(D*Pie)
    Vmoteur = 1/24 * 1* 60 / 0.15 * pi
    Vmoteur = 5.3 tr/min
    ( je ne crois pas que ce soit bon ).
    Attention ici. Il est préférable de noter une vitesse de rotation par la lettre w ou N. Dans votre cas la vitesse de rotation de la roue est bien égale à 128 tr/min. Mais votre calcul de rapport de réduction est faux.

    On fait un calcul de rapport de réduction lorsque l'on a besoin d'accoupler la vitesse de rotation d'un récepteur à celle d'un moteur. Dans votre cas le récepteur est la roue. Il est impossible de trouver un moteur électrique tournant aussi lentement c'est à dire à 128 tr/min.(si ce n'est pas un moteur à courant continue). C'est pour cela que vous devez utiliser un réducteur de vitesse (donc un augmentateur de couple). Votre réducteur de vitesse doit être composé surement de plusieurs étage de train épicycloïdaux afin de réduire la vitesse de rotation de votre moteur électrique. Un moteur électrique tourne en effet à 1500 tr/min si c'est un moteur triphasé (moteur standard sur le marché). (voir 750 des fois mais attention au cout)

    Votre rapport de réduction sera alors de 1500/128=11.71. (sans unité). Pour réaliser cette organe de réduction faites très attention touts les types de trains n'ont pas les mêmes rendements. Certaines architectures ont des rendements execrables (0.5). Le mieux étant de je pense une architecture de type train de Pecqueur (type I).

    Encore une fois attention ici cette solution technologique est discutable car une fois l'organe de réduction (le reducteur) instalé son rapport de réduction est fixé, vous ne pourrez pas faire varier votre vitesse a moins d'installer une commande à flux constant sur votre moteur triphasé.

    Dans votre cas c'est un problème complexe. Si vous souhaitez faire varier la vitesse de votre engin de manière bien plus simple je vous conseil de ne pas utiliser de réducteur, et de directement accoupler votre moteur électrique avec la roue. Mais utilisez alors un moteur a courant continue et pas un moteur triphasé. Il faudra alors installer tout l'asservissement de vitesse pour pouvoir gérer au mieux la vitesse d'avancement de votre base roulante. Ce n'est pas très complexe car les équations d'un moteur à courant continue ne sont pas compliquées

    Pour résumé:
    moteur triphasé + réducteur = à proscrire ici à mon avis
    moteur triphasé + commande à flux constant (commande scalaire) = trop complexe ici
    moteur courant continue + asservissement en vitesse= le mieux adapté je pense.

    Couple
    couple moteur = poids du moteur * Diametre des roues * ( Accéleration maximum + 9.81* 0 ) / ( 4 * R)

    on divise par 4 car on a deux moteurs.

    Couple moteur = 10 * 0.15 * ( 0.5 + 9.81 * 0 ) / ( 4 * 0.75 )

    9.81 * 0 corresponds à la pente qui est égale à 0.
    Et pour faire mon calcul j'ai pris 0.5s d’accélération.
    Votre calcul du couple est faux. Il faut se placer en statique dans un premier temps et tenir compte du coefficient de frottement entre le matériau des roues et le matériau constituant le sol.

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