Der richtige Motor für 30kg Roboter ?

[Frank123]

Hallo, ich bin momentan etwas ratlos wegen dem elektrischen Motor für einen etwas schwereren Roboter.
Dieser soll in einer Halle autonom herumfahren (keine Menschen im Weg)

MAX Geschwindigkeit km/h 30,000 km/h
Max Geschwindigkeit m/s 8,333 m/s
Masse 30,000 kg
Beschleunigungszeit 10,000 s (eigentlich egal, kann auch langsamer sein)
Radius Antriebsräder 0,050 m
Maximale Steigung 20,000 °

Pi 3,142
Max Drehzahl Antriebsräder 26,526 1/s (errechnet)
Max Drehzahl Antriebsräder 1591,549 1/min (errechnet)
Drehmoment beschleunigung 1,250 Nm (errechnet)
Drehmoment schiefe Ebene 5,033 Nm (errechnet)
Leistung gerade 208,333 W (errechnet)
Leistung schiefe ebene 838,804 W (errechnet)
Rollwiderstandskoeffizient 0,020 (geschätzt)
Haftreibungszahl 0,550 (wikipedia Reifen Asphalt)
Rollreibungsverlust 2,00% (geschätzt)
Maximale Haftreibung 161,865 N (errechnet)
Max Drehmoment für Haftung 8,093 Nm (errechnet)
Max Beschleunigung 5,396 m/s² (errechnet)
Schnellste mögliche Zeit 0 auf vMax 1,544 s (errechnet)

[Frank123]

Jetzt zur Frage:
Welcher Motor/Getriebe wäre am besten geeignet ?

Habe es bereits mit einem Brushless Motor in 1:1 Übersetzung versucht, der hat jedoch aus dem Stand heraus nicht viel Drehmoment (da brushless). Schrittmotoren erscheinen hier besser im Start-Drehmoment, aber die kommen meist nicht auf die erforderliche Drehzahl um 30 km/h zu erreichen.

Der Motor soll nicht mehr als 1.5 kg wiegen, und wird mit LiPo oder LFP Akkus bis 48V betrieben.

Die Berechnung ist als Excel im Anhang

Danke schonmal im Voraus für Hilfe

[Hessibaby]

Hallo Frank,

Habe ich das richtig gelesen ? Raddurchmesser 5 cm ?
Wie willst Du denn da noch einen Antrieb mit der Leistung ankoppeln ?

[Frank123]

Hallole,

Der Radius ist 5cm, also 10cm Durchmesser. Das Rad hat eigentlich ziemlich viel Grip durch ein spezielles Profil auf dem Boden (geriffelt) und dem Rad. Zur Not könnt ich auch ein grösseres Rad nehmen, aber bisher gibts eigentlich keinen Schlupf.

Wäre ein größeres Rad von Vorteil für den Motor?

[Richard]

Bei einen größerem Rad brauchst Du ein entsprechend höheres Drehmoment weil der "Hebel" länger wird. Dafür kann die Motordrehzahl etwas geringer ausfallen
also man kann eine höhere Übersetzung nehmen. Nur bei einem Radumfang von
31,4 cm müsste dein Rad Max ~ 16 1/Min haben um 30 km/h zu erreichen.

Wenn ich jetzt richtig gerechnet habe. Bei solch einer Übersetzung sollte
genügend Drehmoment vorhanden sein. Im Wicki gibt es glaube ich einen
Drehmoment Rechner?

Gruß Richard

[Hessibaby]

Ich habe einige Jahre lang Truckmodelle in 1:10 gebaut, welche dann, eben massstabsgerecht, bis zu 10kmh fahren konnten. Der Raddurchmesser lag dann auch im Bereich 10 bis 12 cm. Die Masse der Trucks betrug je nach Modell 8 - 16 kg. Aber ohne Schaltgetriebe minimal 3 Gänge war da nichts zu machen. Um zu beschleunigen brauchst Du Drehmoment und das erreichst Du nur mit großer Untersetzung. Meiner Meinung nach wirst Du auch mit 4 Stück Truckpuller-Motoren die von Dir gewünschten Fahrleistungen nicht ohne Getriebe realisieren können.
@Richard , sorry aber ich komme mit Deiner Berechnung auf 300m/h ( Du hast mit cm statt m gerechnet)
0,314 m * 1600 = 30km/h

[oberallgeier]

... Truckmodelle in 1:10 gebaut ... bis zu 10kmh fahren konnten ...

Wenn ich dran denke, dass der Frank123 von 30 kg spricht, dürfte sein Fahrzeug etwas grösser werden - oder es ist blos ne dicke Bleibatterie drin. Und wenn ich weiterdenke, dass der Frank123 30 kmh fahren will . . . . . Die CaroloCup-er fahren so an die 18 kmh bis 20 kmh. Und dazu brauchen die eine ganze Menge ziemlich schneller Sensoren und s..schnelle, umfangreiche Rechenpower. Aber jeder nach seinem Gusto. Und mein WALL R hatte bei 1,5 m/s erst richtig (autonom) fahren können, als ich die Sensorreichweite auf deutlich über 1 m und ca. 100 Hz gebracht hatte. Da ist seine Motorfrage sicher nicht das schwierigste Problem.

[Richard]

Wobei die Die CaroloCup-er sicherlich weiter vorausschauen als 1m.
Aber so ein Profi Laserscanner...ich würde mir für das Geld lieber nen R8V10
anschaffen und "Bräute" Jagen gehen.

Gruß Richard

[oberallgeier]

Wobei die Die CaroloCup-er sicherlich weiter vorausschauen als 1m ...

Ja, das hatte ich ja angedeutet: satte 1 m bei 1,5 m/s, bei über 8 m/s sollten die Sensordaten das Vorfeld bis 10 m oder so gut abdecken. Und das bitte ziemlich schnell, sonst gibts Falten.

[OT]

... ich würde mir für das Geld lieber nen R8V10 anschaffen und "Bräute" Jagen gehen ...

NEEEEEEE - schnelle Autos und schnelle Mopeds - nur ohne Braut und ohne Alkohol. Beide gehören auf deutlich unter 0,1 ‰ reduziert - beim Fahren.
[/OT]

[Frank123]

Danke erstmal für eure hilfe

Der Roboter ist eigentlich ziemlich doof, Hindernisse erkennt er garnicht. Da sich die Halle nur durch den roboter verändert und keine Menschen rumlaufen, hat er quasi eine fesgelegte Karte, (ähnlich wie beim CTA http://de.wikipedia.org/wiki/Contain...al_Altenwerder ). Er muss also keinen unbekannten Hindernissen ausweichen können.

Hessibaby, wo gibts denn so ein Getriebe, lässt sich das elektrisch schalten ? Das könnte ja dann eine sehr gute Lösung sein.
Und was sind die Truckpuller motoren, sind diese Brushless oder sollte ich besser Schrittmotoren nehmen?