Разработка мобильного робота-разведчика с маховичным аккумулятором энергии (Расчет маховика)

Посмотреть архив целиком

Оценку перспективности применения МАЭ выполним на примере перспективного мобильного робота массой 100 кг, развивающего максимальную скорость Vтс max = 5 м/с (18 км/ч).

Из компоновочных соображений, с целью размещения МАЭ в моторно – трансмиссионном отделении (МТО) МР, зададим диаметр маховика dа равным 0,3 м. Масса маховика цилиндрической формы с отверстием в 0,2 м, выполненного из карбона, шириной bм равной 0,15 м составит

m = ρV=2000кг/м3*3,14*0,15м*(0,15 м-0,1 м)2=2,4 кг.

Момент инерции цилиндрического диска находится по формуле

Iа = ma*(r12+r22)/2=2,4 кг*((0,15м)2+(0,1м)2)/2=0,039 кг·м2.

Максимальная кинетическая энергия вращающегося маховика находится по формуле:

Еа max = 0,5·Iа·ω²а max =770 кДж. (ω²а max = 60000об/мин = 6283 рад/с)
Энергия, затрачиваемая на передвижение, распределяется по передачам следующим образом:

Рассчитываем, сколько потребуется энергии для движения робота в течение часа:
E = N*1ч=N*3600c
N=PV
P1=0,04*100 кг*9.81 м/с2=39.24 Н

P2=0,05*100 кг*9.81 м/с2=49.05 Н

P3=0,06*100 кг*9.81 м/с2=58.86 Н

P4=0,08*100 кг*9.81 м/с2=78.48 Н

P5=0,1*100 кг*9.81 м/с2=98.1 Н

N1=39.24 Н*5 м/с=196.2 Вт

N2=49.05 Н*4 м/с=196.2 Вт

N3=58.86 Н*3 м/с=176.58 Вт

N4=78.48 Н*2 м/с=156.96 Вт

N5=98.1 Н*1 м/с=98.1 Вт

E1=196.2 Вт*3600c*0.05=35.3 кДж

E2=196.2 Вт*3600c*0.1=70.6 кДж

E3=176.58 Вт*3600c*0.15=95.4 кДж

E4=156.96 *3600c*0.2=113 кДж

E5=98.1 Вт*3600c*0.5=176.6 кДж
E=E1+E2+E3+E4+E5=35.3 кДж + 70.6 кДж + 95.4 кДж + 113 кДж + 176.6 кДж = 491 кДж.











Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.