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台車の押す力を教えて下さい

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  • 質問者：らった
  • 質問日時：
  • 回答数：5件

4個のキャスターの付いた台車に1.5トンの
荷物を載せた時、その台車を押すのに必要な力を教えて下さい。また、台車の前輪のキャスターにモーターを左右それぞれ2個付けた時、1.5トンの荷物を載せた時、モーターに必要なトルクを教えて下さい。計算式も教えて下さい。

質問者からの補足コメント

  • キャスターの転がり抵抗値は解らないので、0で計算して下さい。

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2015/04/10 23:10
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A 回答 (5件)

No.5

  • 回答者： tknakamuri
  • 回答日時：

転がり摩擦係数から出てくるのは走行抵抗です。


始動抵抗は数割増しから数＋倍。
材質や構造で千差万別。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。材質、構造を検討します。

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お礼日時：2015/04/11 23:59

No.4

  • 回答者： lupan344
  • 回答日時：

転がり摩擦抵抗μ＝0.08と仮定します。


キャスター４個なので、各キャスターにかかる荷重＝1,500kg÷4＝375kg
設計許容荷重＝375kg×1.5＝562.5kgとします。
直径300mm×幅90mm×耐荷重620kgのキャスターを選定します。
始動抵抗＝0.08×1,500kg＝120N
一輪当たりの負担は、120÷4＝30N
始動トルク＝30N×0.3m＝9N・m
各輪のギアモーターユニットの最大トルク＝9×2＝18N・m（余裕率2.0）
路面状態や勾配などを考慮して、最大トルクを選定する必要があります。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。大変参考になりました。

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お礼日時：2015/04/11 16:38

No.3

  • 回答者： yhr2
  • 回答日時：

キャスターに摩擦がなければ、下記のように計算できます。



　質量 M(kg) の物体に力 F(N) をかけると、a(m/s^2) が生じるとき、

　　　F = M * a

の関係が成り立ちます。高校で習ったのを思い出しましたか？

　10N（ニュートン）の力は、ほぼ「１kgf（キログラム重）」に相当し、大人が軽く押す程度の力ですが、この程度の力で15秒程度押し続ければ、10cm/sぐらいの速さで動くようになります。

（　10(N) = 1500(kg) * a 　より、a = 1/150 (m/s^2)
　　15s の間この加速度をかけ続ければ、
　　1/150 (m/s^2) * 15s = 1/10(m/s) = 10(cm/s)　）

　高校の教科書的には、一度動き出してこの速度になれば、あとは力を加えなくとも永遠に同じ速度で動き続けます。

　これがあり得ないのは、キャスターに摩擦があり、動き出すと空気の抵抗があるからです。この場合は、キャスターに摩擦が最も影響しますね。
　特に最初に動き出すまでの「静摩擦係数」は、一度動き出した後の「動摩擦係数」より大きいですから、この「静摩擦係数」が分からないと、電動機のトルク設計もできません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。静摩擦係数を調べてみます。

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お礼日時：2015/04/10 23:31

No.2

  • 回答者： tknakamuri
  • 回答日時：

>その台車を押すのに必要な力を教えて下さい。



キャスター次第なので答えはないです。
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No.1

そのキャスターの転がり抵抗値を教えてください

この回答への補足あり
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＞重心の位置が高さ900mmと1350mmの場合でいかがですか。
＞加速度が例えば818ガルとします。

では、この条件で求めてみましょう。
まず、倒れる方向ですが、幅と奥行きのうち小さい方の
奥行きを考えます。

●抵抗モーメントMr
　抵抗モーメントは、抵抗幅の1/2に物体の重量を乗じて
　求めます。
　Mr＝1/2×L×ｍ×g
　ここに、
　　Ｌ：奥行き（＝0.600m)
　　ｍ：質量（kg)
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***

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＞加速度が例えば818ガルとします。

では、この条件で求めてみましょう。
まず、倒れる方向ですが、幅と奥行きのうち小さい方の
奥行きを考えます。

●抵抗モーメントMr
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　求めます。
　Mr＝1/2×L×ｍ×g
　ここに、
　　Ｌ：奥行き（＝0.600m)
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少し大きい書店に行き、下の本を購入して勉強して下さい。
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タイトル：基本からわかる電気の極意
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237頁に電動機容量の求め方(概数計算)の項目があります。
この頁には次の式により概略計算できると記載されています。

所要動力P＝9.8×F[kg]×V[m/s]

ロボットを積載物を載せた台車と考えて計算すれば良いでしょう。

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＞やはり加速度と余裕駆動力は何か関係があるのでしょうか？
α＝F÷wですから関係はあります。
　α　：加速度
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＞問題の中で、ｇとｍΔが提示されていない場合は、無視して計算してしまえばいい話でしょうか？
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　Ｒα＝α(ｍ＋ｍΔ)となります。
通常走行抵抗はN（ニュートン）で出しますから、ｇで割ることはありません。

回転部分慣性重量ｍΔは計算が大変ですので、加速度の見込みをつける時には、影響がそれほど大きくないので、無視してもかまいません。厳密な計算を行うときには、必要になります。

　

すみません。すっかり学生さんだと勘違いしておりまして失礼いたしました。No.2の回答に重複しますが説明させていただきます。

車両加速度αは　F=wｘα　の単純な式で計算できます。
・F＝タイヤの駆動力ー走行抵抗　　になります。
・w＝車両重量（厳密には回転部の慣性重量を加えたたもの）　になります。
・走行抵抗＝内部抵抗＋転がり抵抗＋空気抵抗＋勾配抵抗＋加速抵抗　になります。

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