かみやんの技術者ブログ

主にプログラムの話です

車輪の直径の設計

僕の作っているロボットは独立二輪駆動型。車輪の大きさを決めよう。
モータは、タミヤのギヤードモータ 540K75。特性は、このページ
こいつは、マブチの540モータにギアヘッドをつけたもの。4,750円と安い。

最高時速は、時速7kmとしよう。これは人が小走りしたぐらいの速度。主人がちょっと小走りしても付いてゆけるようにと思って。オフィスで常に時速7kmで走っていたら危ないとは思うが。

ギアードモータの回転速度はスペック表で「最大効率時の回転数」が185rpmとあるのでこれを使おう。
7000m/60分=2*π*R*ω
R=(7000m/60分) / 2*π*186rpm
R=116.62* / 1168.7
R=0.0998m
R=99.8mm
という訳で半径10cmの車輪。
ちなみにMDX-20の切削可能範囲から買ったABS板のサイズは、197mm x 150mmなので、直径200mmは厳しいので、直径190mmの車輪とした。
逆算して、分速を求めると
速度=2*π*R*ω=0.190m*3.14*185rpm=110.4m/分
時速でいうと6.625km/h。ま小走り速度というところでOKだろう。

ついでにトルクを計算するとスペック表によると最大効率時のトルクが12kg・cmなので、半径9.5cmで割ればよい。
T=12kg・cm / 9.5cm = 1.26kg
二輪駆動なのでこの倍の2.52kg。2.5kgのちからで台車を押すイメージ。スリップを別にすればスロープぐらいは登れるか(ちゃんと計算した方がよいかな)。

直径190mmの車輪だが、最初はキャスターを考えていたが、大きなキャスターはなかなかなかったことと、どれもベアリングが埋め込まれているので使いにくい。せっかくモデラを買ったので、半円2枚を切り出して接着することにした(なんて大胆な!)。
モデラの精度がよいからちゃんと円になるんじゃないかな。と勝手に期待。


こんな感じ。
さーつぎこそ、バンバン切り出すぞ〜。