Là công suất và mô-men xoắn cần thiết liên quan theo một cách nào đó?

Tôi đang thiết kế một nền tảng mới cho robot ngoài trời và tôi cần tính toán công suất và / hoặc mô-men xoắn cần thiết để di chuyển nền tảng. Tôi đã tính toán rằng tôi cần khoảng 720 W tổng công suất để di chuyển nó (360W trên mỗi động cơ), nhưng tôi không biết cách tính mô-men xoắn mà tôi cần.

Có thực sự chỉ là về việc có công suất cần thiết và bỏ qua mô-men xoắn hoặc có cách nào để tính toán nó dễ dàng không?

Các tham số đã biết của nền tảng là:

• Trọng lượng của toàn bộ nền tảng: 75 kg.
• Số lượng bánh xe: 4.
• Số lượng bánh xe chạy bằng: 4.
• Đường kính bánh xe: 30 cm.
• Số lượng động cơ: 2.
• Tốc độ mong muốn: 180 RPM (3 m / s).
• Gia tốc mong muốn:> 0,2 m / s ^ 2

Một bài thuyết trình hay về cách định kích thước động cơ của bạn cho robot di động là Sizing Electric Motors for Mobile Robotics từ Central Illinois Robotics Club .

Quy trình chung được nêu ở đó bao gồm các bước sau:

• Bước một: Xác định tổng lực tác dụng trong trường hợp xấu nhất
• Bước hai: Tính toán yêu cầu năng lượng
• Bước ba: Tính toán mô-men xoắn và tốc độ yêu cầu
• Bước bốn: Tìm một động cơ đáp ứng các yêu cầu này
• Bước năm: Vẽ đặc điểm động cơ

Vì bạn cũng có một yêu cầu tăng tốc, bạn cũng sẽ cần phải tính đến điều đó.

Mặc dù câu trả lời của freeman01in tham chiếu một bài thuyết trình hữu ích ( nguồn thay thế ) về khía cạnh ứng dụng thực tế của câu hỏi của bạn, nhưng có lẽ cũng đáng để trả lời câu hỏi cụ thể trong tiêu đề, theo các nguyên tắc đầu tiên.

Từ trang Wikipedia Power :

Trong vật lý, sức mạnh là tốc độ mà năng lượng được truyền, sử dụng hoặc biến đổi. Đơn vị công suất là joule mỗi giây (J / s), được gọi là watt ...

Truyền năng lượng có thể được sử dụng để thực hiện công việc, do đó, năng lượng cũng là tốc độ mà công việc này được thực hiện. Cùng một lượng công việc được thực hiện khi mang tải lên một tầng cầu thang cho dù người mang nó đi bộ hay chạy, nhưng nhiều năng lượng hơn được sử dụng trong quá trình chạy vì công việc được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn hơn. Công suất đầu ra của động cơ điện là sản phẩm của mô-men xoắn mà động cơ tạo ra và tốc độ góc của trục đầu ra. Sức mạnh dành cho việc di chuyển một chiếc xe là sản phẩm của lực kéo của các bánh xe và vận tốc của xe.

Tích phân của sức mạnh theo thời gian xác định công việc được thực hiện. Bởi vì tích phân này phụ thuộc vào quỹ đạo của điểm áp dụng lực và mô men xoắn, tính toán công việc này được cho là "phụ thuộc đường dẫn".

Trong khi đó, từ trang Wikipedia Torque :

Mô-men xoắn, khoảnh khắc hoặc khoảnh khắc của lực (xem thuật ngữ bên dưới), là xu hướng của một lực để xoay một vật về một trục, 1 điểm tựa hoặc trục. Giống như một lực là một lực đẩy hoặc lực kéo, một mô-men xoắn có thể được coi là một lực xoắn với một vật thể. Về mặt toán học, mô-men xoắn được định nghĩa là sản phẩm chéo của khoảng cách và lực đòn bẩy, có xu hướng tạo ra vòng quay.

Nói một cách lỏng lẻo, mô-men xoắn là thước đo lực quay lên một vật như bu-lông hoặc bánh đà. Ví dụ, đẩy hoặc kéo tay cầm của cờ lê được nối với đai ốc hoặc bu-lông sẽ tạo ra một mô-men xoắn (lực xoay) làm lỏng hoặc thắt chặt đai ốc hoặc bu-lông.

$\boldsymbol{\tau}$$M$

Độ lớn của mô-men xoắn phụ thuộc vào ba đại lượng: lực tác dụng, chiều dài của tay đòn nối trục với điểm áp dụng lực và góc giữa vectơ lực và tay đòn. ...

Đơn vị SI cho mô-men xoắn là máy đo newton (N · m).

Và từ Mối quan hệ giữa mô-men xoắn, công suất và năng lượng, bạn có được công thức:

$$P = \boldsymbol{\tau} \cdot \boldsymbol{\omega}$$ $P$$\boldsymbol{\tau}$$\boldsymbol{\omega}$$\cdot$