Đối với cơ cấu di chuyển của xe, lực cản tĩnh phụ thuộc vào khối lượng chuyên chở và khối lượng của xe, trạng thái đường đi (cong, thẳng, ...). Do vậy lực cản được tính theo công thức sau:
. .
c msl l
F F m g (3.1)
Trong đó:
Fc: Lực cản chuyển động (N) m: Khối lượng của xe (kg) : Hệ số ma sát lăn ( 0,1)
49 g : Gia tốc trọng trường
Mô men của động cơ sinh ra để thắng lực cản chuyển động đó:
. [ . ] . b F R M N m i (3.2) Trong đó: i: Tỉ số truyền từ trục động cơ đến bánh xe (i = 84) : Hiệu suất của cơ cấu truyền ( 0,9)
Rb: Bán kính bánh xe
Công suất của động cơ khi di chuyển có tải:
. [kW]
PF v (3.3)
Từ thực tế ta có được:
Khối lượng của xe + tải: m = 4 (kg) Bán kính bánh xe: Rb = 0.033 (m)
Vận tốc của xe: v = 0.15 (m/s) = 0.54 (km/h) Gia tốc của xe: a = 0.2 (m/s2)
Áp dụng định luật II New-ton: c FF ma (3.4) 4.0, 2 0,1.10.4 4,8 (N) c F ma F
Momen của động cơ:
3 . 4,8.0.033 2,09.10 ( . ) . 84.0,9 b F R M N m i
Công suất của động cơ khi di chuyển:
. 4,8.0,54 2.6 (W)
50
Sau khi tính toán các thông số động cơ, công suất động cơ được lựa chọn dựa trên các thông số lớn nhất do yêu cầu đặt ra. Trong lúc hoạt động xe chịu nhiều ảnh hưởng bởi các lực cản bên ngoài môi trường. Vì vậy để đảm bảo công suất cho xe, nhóm đã quyết định lựa chọn động cơ DC encoder JGB37- 520 với các nguyên liệu chất lượng cao cho độ bền và độ ổn định vượt trội, động cơ được tích hợp thêm Encoder 2 kênh A B cho các ứng dụng cần độ chính xác cao.
Nhóm em lựa chọn động cơ DC encoder JGB37-520(12V/333RPM)
Hình 3.5: Động cơ DC encoder JGB37-520 12VDC
Động cơ DC Servo giảm tốc GA37 V1 là loại động cơ có hộp số và Encoder, thường được dùng trong các hệ cơ khí cần độ chính xác cao và các mô hình như xe dò line, xe chạy mê cung, xe 2 bánh tự cân bằng.
Động cơ DC Servo giảm tốc GA37 V1 tại Hshop.vn có chất lượng và độ bền cao, encoder sử dụng từ trường với lực từ mạnh giúp phản hồi xung chính xác, encoder có 2 kênh AB và bao gồm 11 xung, số xung sau giảm tốc là 363 xung/ 1 vòng cho độ chính xác cao.
51 Thông số động cơ:
Điện áp định mức: 12VDC Dòng tối đa: 3A
Tốc độ động cơ trước hộp số giảm tốc: 10.000RPM Tỉ số truyền: 1:33
Tốc độ sau hộp số giảm tốc (trục chính): 10.000 / 33 = 303RPM Đường kính trục: 6mm
Thông số Encoder:
Điện áp cấp: 3.3VDC
Encoder: Đĩa từ 11 xung, 2 kênh xung AB.
Số xung Encoder sau giảm tốc: 11x33 = 363 xung / 1 vòng.
Sơ đồ chân Encoder:
M1 - Red: chân cấp nguồn cho động cơ, tối đa 12VDC. GND - Black: Chân Mass 0v của Encoder.
C1 - Yellow: Kênh A của Encoder, xuất xung mức tín hiệu 3.3VDC C2 - Green: Kênh B của Encoder, xuất xung mức tín hiệu 3.3VDC 3.3 - Blue: Nguồn dương 3.3VDC cấp cho Encoder hoạt động. M2 - White: chân cấp nguồn cho động cơ, tối đa 12VDC.
52