Calcul pour un servomoteur

[virtazp]

Bonjour à tous,

Je suis en train de fabriquer un simulateur de vol et je cherche à dimensionner mes 6 servomoteurs.

Voici les données dont je dispose :
- Masse max accepter partie amovible : 110Kg

Les données moteurs sont issues de la documentation constructeurs :

- servomoteur : P = 1000 watt, RPM = 2500 soit 41.67 tr/s, C = 4 N.m
- réducteur 20:1 soit 125 tr/min, soit 2.08 tr/s en sortie
- rayon sortie arbre : entre 10 et 20 cm environ

J'ai pas mal cherché sur google et j'en suis arrivé à ce résultat :

P = F * V où F = Masse * 9.81(g) et V = rayon(m) * ω où ω = 2PI*n(tr/s)

(1000*6) = (x*9.81) * (0.01 * (2PI * 2.08)
x = ((1000*6)/(0.01* 2PI *2.08))/9.81
x= 4679 Kg pour un rayon de 10 cm et 125 tr/min sortie réducteur, ça me paraît énorme

et je but encore sur certains aspects. Notamment, ce qui est lié au couple.

Pour le couple j'utilise la formule C = F * d , soit :
C = (110*9.81) * 0.01 = 10.791 N.m pour un bras de levier de 10 cm

Ce que je ne comprends pas, c'est que les données moteur donne 4 N.m, comment je peux avoir 10 N.m avec mon calcul ?

Du coup, j'aimerai un peu d'éclaircissement.
Quelle sont les valeurs à prendre en compte pour le dimensionnement des servomoteurs sachant que la structure amovible travaillera sur une amplitude d'environ 30 cm ?

Merci d'avance et bonne journée
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[Dynamix]

Salut

Les données moteurs sont issues de la documentation constructeurs

Que tu aurais pu joindre à ton post , ça n' aurait pas fait de mal .

(1000*6) = (x*9.81) * (0.01 * (2PI * 2.08)

Méthode de calcul plus simple que la tienne :
4 N.m avec réducteur 20/1 = 800 N.m
Avec un rayon de 0,1 m => 8 000N
Poids total pour 6 servos : 48 000 N

[chris28000]

bonjour,
il faut un schéma de l'installation pour comprendre,pour savoir en quels points du bloc de 110 kg sont appliquées les forces de chaque moteur.

[Black Jack 2]

Bonjour,

entrée réducteur : 4 Nm et 2500 tr/min
sortie réducteur : 4*20 = 80 Nm et 2500/20 = 125 tr/min

Ce qui donne puissance d'entrée : Pin = 4 * 2500 * 2Pi/60 = 1047 W
et puissance de sortie : Pout = 80 * 125 * 2Pi/60 = 1047 W

Même puissance en entrée qu'en sortie du réducteur (donc en négligeant les frottements internes qui font perdre un peu de couple utile en sortie)

Pour le reste, je ne peux pas aider. Enoncé pas assez explicite sur ce qui est attendu.

[A voir en vidéo sur Futura]

[virtazp]

Re,

Imaginez un hexagone parfais. Sur cette hexagone est fixé 6 servomoteurs, sur chaque côtés. La structure du haut, amovible, est un hexagone aussi et est relié à l'hexagone du bas grâce à 6 bielles.

En faite, je cherche à dimensionner les moteurs en fonction de la masse de la structure amovible.

Voici les formules dont je dispose :

oméga = 2PI * tr/s;
Vitesse (treuil)= rayon * oméga;
Accélération = masse * (masse * (vitesse / temps));
Force-totale = masse * gravité * accélération;
Puissance-charge = force-totale * vitesse;
Puissance-utile = Puissance-charge / (rendement1*rendement2*etc.);

Mes données :
Je veux un mouvement de 300/400 mm/s sur environ 50 cm donc je compterai d = 1s pour une amplitude de 50 cm
La masse à soulever est de 110 kg donc un poids de 1079.1 Newton.
Le rayon que j'utiliserai sera de 10 cm et le mouvement d'angle max du moteur 120°

Je veux savoir la puissance du moteur à avoir ainsi que ses tours minutes.

Avec les formules cité plus haut, si j'ai connaissance des caractéristiques du moteur, ça me suffit, or moi c'est l'inverse, j'ai la masse, le temps que je veux mais je n'arrive pas à trouver la puissance nécessaire.

[chris28000]

il faut connaitre les dimensions de l'hexagone, si par exemple il y a 1m entre le centre de l'hexagone et un coté.
si un moteur s'active il est à 2 m du moteur opposé immobile.
donc il y a un calcul de moment de forces
le moment du poids : 1m*1100N
le moment de force du moteur :2m * force donc force= au moins 550N

il faudrait connaitre aussi la vitesse du bloc, mais je pense qu'un simulateur de vol a des mouvements lents

[Dynamix]

La doc constructeur , on l' attend toujours .

C' est un servo treuil ?

[f6bes]

Re,

Imaginez un hexagone parfais..

Bjr à toi,
Mieux ..." qu'imaginer "....un croquis, schéma, dessin,ça simplifie énormément
la compréhension du systéme.
Donc si possible:
https://forums.futura-sciences.com/d...procedure.html
Bonne journée


ç

[virtazp]

On va faire plus simple

Pour la documentation, il n'y en a pas, puisque le but étant que je n'ai pas choisi de servomoteur. Les données que j'ai cité plus haut, sont pris d'un forum et c'était pour vous exposer un exemple.

Du coup, on oublie le simulateur est on part sur un exemple simple. (voici quand même le lien du simulateur que je cherche à copier https://www.youtube.com/watch?v=RwNH...ature=emb_logo)

Admettons que j'ai une masse à soulever en son centre de 110 kg.
Ce poids sera soulevé grâce à un moteur électrique à courant continu couplé à un réducteur.
Je veux que ce poids soit soulevé de 50 cm en 1.25 secondes maximum et 1 seconde minimum.
En sortie réducteur (dont je ne connais pas le coefficient de réduction), le rayon du disque est de 0.01 mètres, à l'extrémité de ce disque est positionné une biellette de 50 cm. En admettant que tout soit dans l'axe.

Quelle sera la puissance utile nécessaire au moteur pour soulever ce poids, son couple et le coefficient de réduction nécessaire ?

J'ai fais un excel, en regroupant les calculs. Le soucis c'est que je met des valeurs au hasard pour les tr/s et pour le coefficient de réduction (vitesse entrée/vitesse sortie)



Un lien de cours vulgarisé ferait l'affaire pour m'expliquer comme arriver à calculer tout ça.

Merci en tout cas.

[Dynamix]

La puissance , c' est F.v
F = 110*9.81 = 1100 N
v = 0.5 m/s
P = 550 W
Plus 20% pour les pertes du réducteur 550*1.2 = 660 W
On arrondit à 1000 W par sécurité (puissance mécanique nominale)

Le couple en sortie du servo , c' est 1100/R

Pour moi il y a un problème dans ton système : Il est hyperstatique .

[virtazp]

Je pense avoir résolu mon problème, si je ne me suis pas trompé dans mes calculs :

J'ai trouvé la formule pour obtenir les tours par minute avec le rayon et la vitesse

1 : Calcul d'oméga avec la vitesse sur le rayon
2 : N=ω×60 / 2×π , ça me donne les tr/minutes en sortie réducteur
3 : Vitesse : On retombe sur la vitesse renseigné pour le calcul d'oméga (Ca sert à rien là)
4 : Je calcul l'accélération
5 : Je détermine la force totale grâce à la multiplication de l'accélération par le poids
6 : Je peux déterminer ma puissance de charge en sortie de réducteur
7 : Avec un rendement moyen de 0.7 (a affiner) , j'ai ma puissance utile en sortie moteur
8 : Je peux obtenir les tours moteur en fonction du réducteur
9 : J'obtiens le couple nécessaire en sortie réducteur

Calculs.JPG

[Dynamix]

5 : Je détermine la force totale grâce à la multiplication de l'accélération par le poids

N' importe quoi !

Dans ton tableau c' est encore pire .
_Rayon 0.01 soit 1 cm
_Accélération = masse*(masse*(vitesse/temps)) ce qui donne des kg².m
_Poids 110 patates . Masse 1079.10 navets . Ce serait pas l' inverse ?
_"Puissance utile" inférieure à "puissance charge" ! C' est "surunitaire" .

[virtazp]

Effectivement, c'était plein de faute.

Est-ce correct comme cela ?

[Dynamix]

En 1 tu calcules la vitesse de rotation (oméga) à partir de la vitesse et du rayon .
En 3 tu calcules la vitesse à partir de la vitesse de rotation (oméga) et du rayon .
Tu n' as pas l' impression de tourner en rond ?

En 4 : Gamma (en newton???) = vitesse/temps .quelle temps ?
Note bien que tu peux négliger l' accélération .

En 5 : masse*gravité*accélération ???

Pour le reste , le calcul des données mécaniques moteur (couple , vitesse de rotation , puissance) n' a pas d' intérêt .
Seul compte ce qui sort du réducteur .

D' autre part , pourquoi utiliser 3 unités pour la vitesse de rotation ? Tu mets tout en rad/s et basta .

[virtazp]

En 1 tu calcules la vitesse de rotation (oméga) à partir de la vitesse et du rayon .
En 3 tu calcules la vitesse à partir de la vitesse de rotation (oméga) et du rayon .
Tu n' as pas l' impression de tourner en rond ?

Si lol c'est juste que j'ai adapté le tableau et du coup, ça m'a permis de voir que cette partie était bonne.

En 4 : Gamma (en newton???) = vitesse/temps .quelle temps ?
Note bien que tu peux négliger l' accélération .

Autant pour moi, ce n'est pas en newton, j'ai oublié d'enlever cette unité quand j'ai modifié.
Le temps correspond au temps que je veux pour que la masse parcours 50 cm avec une vitesse de 0.4m/s
Pourquoi je peux négliger l'accélération ? Je m'en sert pour la suite du calcul.

En 5 : masse*gravité*accélération ???


En faite c'est poids en Newton * accélération, c'est issu de ce cours https://www.youtube.com/watch?v=sYLZrzIqOYw&t=1270s à 8 minutes 17 secondes, on voit le détail de son calcul. Du coup j'ai appliqué sa logique.


Pour le reste , le calcul des données mécaniques moteur (couple , vitesse de rotation , puissance) n' a pas d' intérêt .
Seul compte ce qui sort du réducteur .


A cool, merci pour ce conseil, ça m'économisera du temps pour la prochaine fois ^^. Mais si j'achète le moteur et le réducteur à part , ça peut m'aider non ?

D' autre part , pourquoi utiliser 3 unités pour la vitesse de rotation ? Tu mets tout en rad/s et basta .

Parce que je ne maîtrise pas bien tout ça. C'est pas forcément nouveau mais c'est très loin derrière moi ^^ Du coup, j'avoue que je m'embrouille en plus.

En attendant, merci beaucoup pour votre aide, ça m'a beaucoup aidé.

[Dynamix]

Le temps correspond au temps que je veux pour que la masse parcours 50 cm avec une vitesse de 0.4m/s

Le temps à prendre en compte est celui mis par le moteur pour atteindre la vitesse constante .
Quand cette vitesse est atteinte , l' accélération est nulle .

Pourquoi je peux négliger l'accélération ? Je m'en sert pour la suite du calcul.

1_tu ne connais pas la durée de la phase accélération .C' est le moteur qui l' impose .
2_elle est faible et influe peu sur le résultat .
3_Le couple d' un moteur CC est variable et donc l' accélération aussi , ce qui rend le calcul compliqué .

En faite c'est poids en Newton * accélérationA

Une force multipliée par une accélération
Et le résultat est censé être une force ?

[f6bes]

Remoi virtazp
,
Et si tu pouvais éviter d'écrire en " couleur".......translucide...c e serait plus agréable à lire.
Bonne journée