作者Familyiscute (肥牡蠣)
看板Mechanical
標題[問題]馬達慣性矩 與負載(慣性比過大)能否帶動?
時間Tue Apr 25 12:26:52 2017
由於研究室的夜間觀測儀器，
於白天時要避免陽光直射造成鏡頭變質，
要做一個電動的蓋子，目前預計使用Arduino與馬達來做控制，
白天時蓋著，晚上時轉開
初步設計如下圖(鋁製)
http://imgur.com/a/xhSpN
(延X軸轉動，因避免蓋子遮蔽到FOV為180度的鏡頭，轉開時整個構件要低於水平面)
所以造成轉動慣量(慣性矩)很大
經Solidwork計算
延轉動軸的
慣性矩約為 124 kg*cm^2
另外計算過要克服轉上來期間，重力產生的
力矩最大值約為 66 N*cm
加上轉軸摩擦力等等，抓個安全值*2 = 132 N*cm
在馬達選用的部分，有些疑問
問題1------------------------------------------------------------
想說使用步進馬達，配合皮帶輪，控制每次開闔都讓蓋子正轉或逆轉180度
就不用裝微動開關偵測是否有轉到定位
也有找到NEMA 23型，
轉矩可達135 N*cm的步進馬達
像是
https://goo.gl/oQBkWF (如不能貼產品網址請告知)
可是發現
轉子慣量僅有 480 g*cm^2 也就是 0.48 kg*cm^2
這與我負載的
慣性比約為 258 倍
有查到使用步進馬達，慣性比最好不要大於10
否則會有失步的現象?
怕零件買回來無法動作
或是搭配減速機有辦法克服這個問題嗎?
還是使用直流減速馬達，需要考量到轉動慣量的問題嗎
如
https://goo.gl/I7X1Yl
問題2------------------------------------------------------------
當這個蓋子轉超過90度後，應該會被重力自己拉下來
這時馬達有需要做什麼特別的動作嗎
會不會重力拉下來的速度比馬達速度還快
拖著馬達走，產生反電動勢燒毀步進驅動電路的可能?
因非工科系，無實際經驗，以前僅做過一些輕負載儀器沒考慮過這個問題
研究馬達一個多禮拜，想不透這問題想請教各位
謝謝大家!!
額外問題3--------------------------------------------------------
像這個構件要給什麼樣的廠商施作呢?製作上會不會難度太高
以前只有找過簡單的金屬的線切割廠商
再次謝謝大家！
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※ 編輯: Familyiscute (140.116.20.32), 04/25/2017 12:33:32
※ 編輯: Familyiscute (140.116.20.32), 04/25/2017 12:36:04
※ 編輯: Familyiscute (140.116.20.32), 04/25/2017 13:08:53
1F：推 aidsnichael: 馬達不會燒掉 04/25 15:35
2F：→ aidsnichael: 只做一件建議盡量用板金件設計，雷射切割加工，成本 04/25 15:36
3F：→ aidsnichael: 比較低 04/25 15:36
4F：→ YJM1106: 一定要設計成旋轉開，不能設計成閘式的水平開嗎，會不會 04/25 16:47
5F：→ YJM1106: 比較好控制XD（亂給意見，完全離題） 04/25 16:47
6F：→ urocissa: 如果一定要用轉的我會在另一頭加配重塊 04/25 17:15
7F：→ urocissa: 直接把儀器樣子貼出來，板友比較好提供意見 04/25 17:20
8F：→ Familyiscute: 板金金的意思 是分成一片一片的再鎖起來嗎 04/25 17:31
9F：→ Familyiscute: 儀器的樣子 04/25 17:32
11F：→ Familyiscute: 謝謝YJM的建議 也有思考過不要用轉的 04/25 17:33
12F：→ Familyiscute: 但有個要求是 打開時 鏡頭水平面以上不能有物體存在 04/25 17:34
13F：→ Familyiscute: 它是All Sky Lens高於鏡頭水平面就會擋住觀測挺麻煩 04/25 17:35
14F：→ Familyiscute: 那個透明圓圓的罩子是防水罩 04/25 17:39
15F：→ Familyiscute: 謝謝uro的建議，用配重塊要的話要怎麼加呢 04/25 17:41
16F：→ Familyiscute: 正/逆轉都需要它 以及配重多少是比較合適的 04/25 17:43
17F：→ Familyiscute: 謝謝!希望大家能給我更多建議~想好久不知道怎麼弄 04/25 17:44
18F：→ Familyiscute: 目前畫的圖 正方中空的地方 剛好等於防水罩的空間 04/25 17:57
19F：→ Familyiscute: 預計鎖在側邊 轉起來打開 跟閉合這樣 04/25 17:58
20F：推 kevinklaus: 慣量太大就算有減速機一樣會壞… 04/25 19:09
21F：推 sshyu954: 轉子慣量480是怎麼來的 04/25 19:34
22F：推 HiJimmy: 水平開+外殼上下動 這樣轉矩小 用能避開水平面 04/25 19:50
23F：→ Familyiscute: 轉子慣量是從NEMA 23那連結 底下的datasheet找到的 04/25 20:17
24F：推 bopoha: 可以給個儀器長寬尺吋嗎 04/25 20:22
25F：→ Familyiscute: 上下動+水平開合 好像不錯 不過沒啥概念 像3D列印 04/25 20:27
26F：→ Familyiscute: 機的那種機構嗎 04/25 20:27
27F：→ Familyiscute: 還有水平開合那片有辦法收起來嗎 怕颱風來就噴掉 04/25 20:28
28F：→ Familyiscute: 稍晚回去畫整個機箱的尺寸出來 目前人在外 04/25 20:29
29F：推 enightcat: 白天用一塊黑布蓋起來.要用拿下來.~!! 04/25 23:36
30F：→ Familyiscute: 這台儀器裝在偏遠山區 而且每天觀測 沒人在那哈XD 04/25 23:51
31F：→ Familyiscute: 目前都是遠端操作 所以才要做電動的 04/25 23:52
33F：→ Familyiscute: 圓圓的防水罩 我不會畫固用方塊代替 高度相同 04/25 23:56
34F：→ Familyiscute: 圖中單位為 mm 04/25 23:59
36F：推 miletian: 如果目的只是擋光，做一個遮光片，馬達軸心在Z軸，即可 04/26 17:24
37F：→ miletian: 達成 04/26 17:24
38F：→ miletian: 另外我覺得感應馬達加sensor比一顆步進來的便宜 04/26 17:25
39F：推 urocissa: 我會推薦用遙控模型用servo配合輕一點的蓋子 04/26 20:51
40F：推 pp2233: 伺服馬達搭配encoder 會比較好嗎？ 05/02 23:41