小型自動搬送装置のステアリングトルクについて

質問

設計初心者です。

装置のステアリングを、サーボモータを使用してプーリとタイミングベルトで
伝達しようと検討しているのですが、ステアリングに必要なトルクが解らずモーター選定に悩んでおります。
条件は下記です。

車体重量：200kg
車輪径：150mm
車輪幅：50mm
床と車輪間の転がり摩擦係数：0.04

上記をR600mmほどで旋回させたいのですが計算方法すら解らず苦慮しております。どうぞお力をお貸しください。

回答No.2

noname#230359

ステアリングはその構造や機構、車輪の特性によって、その挙動(トルク特性
など)のさまざまです。関連する論文・資料も多数あるようです。
計算できるシュミレータもあるようですが、実際に近い状態で計測してみる
のが、良いでしょう。参考になりそうなものを添付しておきます。

参考URL：

http://www.yamaha-motor.co.jp/profile/craftsmanship/technical/publish/no45/pdf/gr03.pdf http://eb-cat.ds-navi.co.jp/jpn/

お礼

資料、ありがとうございました。
今回は結局バネばかりで計測することにしました。

私の提示した条件に(伝達機構はプーリとタイミングベルト)と書いておりましたが、実は歯車での伝達も検討していましたので、要素奇知さんに頂いた資料は大変勉強になりました。

御回答、本当にありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

スギヤス社の「Ｂｉｓｈａｍｏｎ」の様なものを想定すれば、良いのかな？

必要なのは、転がり摩擦係数ではなく、据え切りを出来る様に、
静止摩擦係数でしょう。それに安全率（余裕）を乗じる。

車輪径と車輪幅は、実際には影響あるが、
一般的な摩擦理論では考慮されない。垂直抗力と摩擦係数のみ。
（摩擦面の大きさは、床の変形やらも考えると影響大きいのだが。）

実際に総重量２００?にて、ハンドルをバネばかりで引っ張る等して、
必要なトルクを求めるのが吉。簡単に実験してごらんよ。

実際にステアリング機構を作る時は、旋回速度も大事で、
走行速度に見合うステアリング切れ角の変化を与えられる事、
切り返しや微調整の際の応答性　等、要求事項は多岐に渡る。

やってみると、ものすごく奥が深いよ。要は、難しい。
かつての職場（専門学校）では、学生に研究させたが、行きつけなかった。
（設計そのものが未完に終わった。）
工学部機械科で学部生の設計課題なら、ちょっと面白いレベル。

頑張れ！

お礼

御回答ありがとうございます。

イメージ的には日立プラントテクノロジー社等の無人搬送車です。
実際には車輪数や許容荷重等は全然足りていませんが(磁気テープに沿って移動する台車)を検討していました。
ただ、200kgの車体の車輪駆動トルクは検討がつきますが、ステアリングに関してはまったく検討がつきませんでした。
実際にバネばかりで測ってみようと思います。

本当にありがとうございました。