모터 선정하기

1. 어떤 모터를 사야하나?

• '알맞는' 모터를 사야한다.
• 공급 가능한 전원으로 동작하는 모터
• 원하는 속도와 힘이 충분히 나오는 모터
  =>토크

2. 토크는 무엇이고 어떻게 계산하나?

• 토크는 모터의 회전력을 의미
• 어떤 물체를 움직이고자 할때 모터가 내야하는 힘
• 등속 구간보다 가속구간에서 더 많은 토크를 요구

계산

로봇의 중량 : W [kg]
바퀴의 지름 : D [cm]
모터의 등속 회전 속도 : f [turn/s]
가속 구간 : t [s]

위 인자들을 바탕으로 아래의 세 개의 인자를 계산한다

부하 관성 모멘트 : J [$kg*cm^2$] = $W*D*D/8$
가속 토크 : Ta = $J/g * 2 * Pi*f/t$ [$kg*cm$], $g$는 중력가속도 $980cm/s^2$
등속 토크 : Tm = $u*W*D/4$ [$kg*cm$], $u$는 마찰 계수

이때 마찰계수는 일반적으로 0.1을 이용

최종적으로 토크 계산을 하면

가속 구간시 필요 토크 = Tm + Ta
등속 구간시 필요 토크 = Tm

3. 예시

무게:1.5kg
바퀴 반지름 : 5cm
최고 속도 : 1m/s
=> 초당 3.18 바퀴 회전
가속 구간 : 0.5s

공식을 통해 계산

J = 4.69
Ta = 0.19
Tm = 0.19

따라서 로봇이 출발한 이후 0.5초에 최고 속도에 도달할 때까지 필요한 토크는 0.37kg cm(Ta+Tm)
0.5초에 1m/s에 도달한 이후 정속주행에 필요한 토크는
0.19kg cm(Tm)

위 사양을 만족시키는 로봇을 제작하려면 모터를 선정할때 토크가 최소 0.37kg cm 이상인 모터를 구입해야함 이때 안전계수를 1.5정도로 감안하면 0.6kg cm의 토크가 나오는 모터가 필요

# $kg*cm$를 $N*m$으로 변환하기

$100kg*cm = 1kg*m = 9.8N*m$

출처 : https://www.oats.co.kr/34