Motorkraft / Geschwindigkeit

**steffk85** · 03.04.2013, 11:05

Hi,

ich bin derzeit auf der Suche nach zwei geeigneten Motoren für einen ungefähr 10kg Roboter.
Ich habe mich durchgelesen und nach http://www.rn-wissen.de/index.php/Motorkraft_berechnen die Kräfte etc berechnet.
Ich weiß nicht ob ich irgendwo ein Rechenfehler habe, aber ich komme mit den gefundenen Motoren nicht auf meine Wunschgeschwindigkeit von 7 km/h (Schrittgeschwindigkeit).

Haftreibung

Code:

F = fh * m * g

    F: Kraft in N
    fh: Reibungskoeffizient (Haftreibung), typisch 0,2 bis 0,6
    m: Masse des Roboters in kg
    g: Ortsfaktor (ca. 10N/kg bzw. 10m/(sec^2)) = 9,81m/s²

F = 0,2 * 10 * 9,81 = 19,62 N
F = 0,6 * 10 * 9,81 = 58,86 N

Rollreibung

Code:

F = fr * m * g

F = 0,2 * 10 * 9,81 = 19,62 N

Beschleunigung

Code:

v = a * t

    v: Geschwindigkeit in m/sec (nach t Sekunden)
    t: die Zeit in sec. 

in 1 Sek auf 7 km/h: a = 1,94m/s / 1s = 1,94m/s

Beschleunigungs-Kraft

Code:

F=m*a

F = 10 * 1,94 = 19,4 N

Bremskraft

Code:

F = p / t

    p: P ist der Impuls und t die Zeit. Ein Impuls ist das Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit. Also: P = m * v
    t: die Zeit in sec. 

F = (m * v) / t

F = (10 * 1,94) / 1 = 19,4 N

Steigung

Code:

Normalkraft: Fn = m * g * cos(alpha)

Fn = 10*9,81 * cos(10°) = 82,31 N

Hang(auf|ab)triebskraft: Fh = m * g * sin(alpha)

Fh = 10 * 9,81 * sin(10°) = 53,37 N

Zusammen:
19,62 N + 19,4 N + 82,31 N = 121,33 N

Drehmoment

Code:

Mrad=Fges*r

    Fges ... nötige Kraft [in Newton]
    r ... Radius des Rades
    Mrad ... nötiges Drehmoment am Rad [in Newton-Meter] 

Mrad = 121,33 * 0,05m = 6Nm

Ich brauche also 6Nm Kraft. Dadurch, dass ich 2 Motoren verbaue, teilt sie sich - also pro Motor 3Nm, richtig?

Ich habe dann einen Getriebemotor bei Conrad gefunden (TeileNr RB350050-SY2426) 6V/DC 1:50. Wenn ich mit dem weiter rechne, komme ich auf folgende Werte:

Geschwindigkeit

Code:

(mit Getriebe): v = 2π * r * N / X 

(mit Getriebe): v = 2π * 0,05 * 6 / 50 = 0,03768 m/s = 0,135648 km/h

Das ist natürlich viel zu langsam. Wenn ich zurückrechne, brauche ich ungefähr 370 U/m hinter dem Getriebe, damit ich 7 km/h schaffe.

Ich wollte eigtl. bei 6V-Motoren bleiben. Ich möchte den Roboter nicht zusätzlich mit einem Bleiakku NOCH schwerer machen...evtl. ist Conrad auch der falsche Shop, da hier manche Angaben bei den Motoren auch fehlen.

Kann mir einer weiterhelfen? Ist meine Rechnung überhaupt korrekt? Hat jemand schon Erfahrungen mit so einem Beispiel (10Kg, 2 Motoren)?