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Buenas. Ando calculando los motores necesarios para montar un robot de sumo de 3 kg, a ver si alguien me puede decir si estos calculos están bien ya que esto de la física lo tengo muy olvidado.
La fuerza máxima que puede ejercer el robot es igual a la fuerza de rozamiento con el suelo. Si el peso máximo del robot es de 3 Kg,la fuerza de rozamiento será (coeficiente de rozamiento)*masa*9.8, poniendo un coeficiente de 1 como el caso ideal y una superficie plana, esto nos da unos 30 Newtons.
Aquí no se muy bien como pasar esos 30 Newtons a Kilogramos (voy a poner el par del motor en Kg*cm). 1 Kg = 9.8 N?, luego esos 30 N se nos quedan en 3 Kg.
La fuerza máxima en la superficie de contacto de la rueda será 3 Kg, luego el par necesario del motor será 3*r, donde r es el radio de la rueda.
Lo que nos queda que el par máximo que podemos aprovechar de nuestro motor es 3*r kg-cm. Todo esto pensado para un coeficiente de rozamiento ideal de 1. Y que todo el peso recaiga sobre una rueda, si tenemos más de una rueda habría que dividir entre el número de ruedas (n). Luego par máximo aprovechable 3*r/n kg*cm.
Está bien hecho este cálculo?
Luego otro aspecto importante puede ser la velocidad del motor, por aquello de impactar más rápido, cantidad de movimiento creo que se llamaba? no sé, no me acuerdo mucho del tema.
Gracias. S2
Las fuerzas del sistema influyen en la aceleración, lo que pregunto es la fuerza máxima capaz de hacer, no la masa máxima capaz de mover.
Bueno entonces suponiendo que el robot contricante no influye, los calculos iniciales son correctos?
pues mi física anda igual de olvidada o mas que la tuya, pero creo que los calculos son correctos
Vayamos por partes:
- Peso del robot: P= 3Kg * 9.8m/s2
- "Normal": N =P = 3 * 9.8
- Rozamiento estático: Fre = N * re = P * re
- Rozamiento dinámico: Frd = N * rd = P * rd
re y rd son los coeficientes de rozamiento estático y dinámico respectivamente, y re puede ser mayor que 1 ( http://es.wikipedia.org/wiki/Rozamiento )
Fre >= Frd
Es decir tu fuerza de tracción máxima (T) deberá ser el Rozamiento estático más las perdidas por la mecánica.
La tracción es : T = Torque(Tq) / radio(R)
Suponiendo despreciable las pérdidas por mecánica (no es cierto pero con subirle un poco la tracción compensará).
T = Fre -> Tq / R = P * re = 3kg * 9.8m/s2 * re
por lo tanto Tq = 3 * 9.8 * re / R
Para aumentar la fuerza de rozamiento lo que puedes hacer es aumentar re (superficie de contacto, material de las ruedas), o aumentar P (la masa es 3kg de máxima pero hay gente que utiliza un ventilador para "empujarse" contra el suelo). Para disminuir la fuerza de rozamiento de tu contrincante sólo puedes hacer una cosa: disminuirle re (palas).
esto sería en estática (parado)
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Por otro lado en movimiento tienes que pensar en cantidad de movimiento:
- p = m * v
En un choque (ideal) la cantidad de movimiento se conserva, así que si el contrario está parado y tu le embistes la cantidad de movimiento del conjunto total será la que tú tenías al embestirle y esta deberá ser suficiente para superar a la fuerza de rozamiento (estática si está parado o dinámica si está en movimiento).
(a partir de aquí estoy improvisando)
Dado que la Fuerza es: F = dp/dt (variación de la cantidad de movimiento). Para mover al contrincante necesitaras que las fuerzas se igualen:
P * re = dp/dt -> m * 9.8 * re = m * dv/dt
suponiendo las masas de los robots iguales (3Kg)
dv/dt = 9.8 * re
Un choque ideal se produce en un tiempo infinitesimal (instantáneamente) por lo que, la velocidad mínima necesaria para arrancar al robot contrincante va a ser:
v = 9.8 * re
aquí se ve que contra mayor velocidad tengas antes del choque más fuerza vas a poder hacer para mover al robot contrincante.
S2
Ranganok Schahzaman
Si te sale lo mismo, Tq= 3*9.8*re*R y eso habría que dividirlo entre el número de ruedas, suponiendo que el peso se reparta igual entre estas. Esto vale para dimensionar los motores. Para pasa a Kg-cm hay que dividir entre 9.8?
Ya que no nos podemos quedar cortos, y si nos pasamos por arriba y las ruedas empiezan a deslizar, el rozamiento dinámico es menor? Por lo que supongo que el motor correcto es el que más se ajuste a la fuerza de rozamiento máxima.
No sé esto de calcular los coeficientes de rozamiento debe de ser complicado. Para mejorarlo: intentar levantar al otro, mayor superficie de ruedas, y lo del ventilador para aumentar la normal que me parece buena idea, habrá que mirar que se puede poner. A alguien se le ocurre algo más?
Respecto a la velocidad del motor pues esta es fácil, la máxima posible que se pueda conseguir con el par que se acerca al deseado.
Gracias por la respuesta. S2
En el caso de que empiecen a patinar las ruedas porque el esfuerzo sea mayor es lo mejor que te puede pasar, ya que si bloqueas los motores lo mas probable es que quemes el motor y la etapa de potencia (un motor bloqueado se comporta como un corto circuito). Asi que si no quieres entrar en rozamiento dinámico lo mejor es que compares los encoders en las ruedas con algun otro tipo de sensor de movimiento (acelerómetro, raton óptico...) pero no puedes dejar bloqueada la rueda ya que quemaras motor y etapa.
Un Saludo
