吊り合いの取れた時の動力

質問

いつもお世話になっております。
今回はふっとした疑問です。
例えば質量１０ｋｇの物体があり、それを鉛直方向に持ち上げる場合の動力の計算は問題ないのですが、徐々に速度を落として行き、最終的に鉛直方向で停止した場合、吊り合いを保つために必要な電力を出すのに困っております。
移動量０、時間も０です。
でも、電力の供給を止めたら落下してしまいます。
どなたか吊り合いを取る場合の電力の算出方法を教えてください。
宜しくお願い致します。

回答No.4

lumiheart · ベストアンサー

本件はロボットがワークを持ち上げて空中で静止した時の消費電力ですよね？
http://www.e-mechatronics.com/product/robot/assembly/index.html

動いて無いけれど
実は９．８ｍ＾２の加速度で上昇してるんです

水平方向に９．８ｍ＾２で加速してるに等しい
http://www2.nissei-gtr.co.jp/sentei/keisan_neji.php

因みに、速度は関係ありません
一定速度で水平走行中のエネルギはゼロです
ただ、摩擦力で減速するんで減速しない程度に加速はしてるけど
なので、それなりに消費電力は掛かる
でも、加速トルクと比べればほとんどゼロに等しい

お礼

お忙しいところ回答をいただき、誠にありがとうございます。
「実は９．８ｍ＾２の加速度で上昇してるんです」
「水平方向に９．８ｍ＾２で加速してるに等しい」
なるほどです。
このように考えればいいわけですね。
この考え方が知りたかった！
ほんとうにありがとうございました。

回答No.5

ohkawa3

前の回答者さんがお示しの通り、「物理学」としてはつり合いを保つために必要なパワー（電力）はゼロです。
とはいうものの、現実の状況を扱う「工学」では、必要なパワー（電力）がゼロという結論にはなりません。
お使いになる駆動＆ブレーキのシステム次第であって、静止時にばねの力を使ってブレーキをかけるようなシステム構成とすれば、静止時に消費電力をゼロにできると思います。
ブレーキ機構を使わずに、モータの駆動系によって停止状態で静止させようとする場合は、使用するモーターと駆動システムによって大幅に必要とする電力は異なるので、物理学の答えのように単純明快ではありません。
誘導電動機をインバータ駆動して、トルク制御するような場合であれば、静止状態を保つために必要な電力は、定格電力×定格すべり程度になると思います。

お礼

お忙しいところ回答をいただき、ありがとうございます。
そうなんですよね。
物理学と工学では違うんですよね。(失礼！タメ口は慎みます)
モータの場合、「定格電力×定格すべり」になるのですね。(難しいですが)
前の方の説明をしていただいたような内容で、理解が深まりました。
本当にありがとうございました。

回答No.3

nowane4649

台形ネジなどの逆効率0のアクチュエータなら必要動力0。
エアシリンダなども、エア漏れがなければ、バルブ駆動電力のみなのでほぼ0。

ソレノイドやリニアモーターあれば、10kgfの磁力を生じさせる通電が必要、そして、投入電力は全て熱に変換される。

ボールネジをモーターで駆動しているの場合は、ボールネジの逆効率に応じたトルク(≒磁力)を生じさせる通電が必要、そしてやはり、投入電力は全て熱に変換。

なので、計算するときは電力ではなく、駆動源のコイルの静的励磁特性で考える必要が有ります。

お礼

お忙しいところ本当に申し訳ありません。
回答をいただきありがとうございました。
ただ、その「静的励磁特性」を具体的にどう考えるかを教えていただきたかった。
なかなか難しいものですね。

回答No.2

hahaha8635

サーボかステップじゃないと焼けますが
https://jp.rs-online.com/web/p/products/5350489/?grossPrice=Y&cm_mmc=JP-PLA-DS3A-_-google-_-PLA_JP_JP_Catch_All-_-Fusion-_-PRODUCT_GROUP&matchtype=&pla-623092955747&gclid=Cj0KCQiAtbnjBRDBARIsAO3zDl9fi4gv8Me-nXKe5aO7rcVioibO2M2Xdcr0wsCBp_8cDuyuQiOCKjAaAudWEALw_wcB&gclsrc=aw.ds

ステップ　サーボでは
保持トルク(静止トルク)
定格電圧
許容電流値
としてメーカ側が出してます

お礼

お忙しいところ回答をいただき、申し訳ありません。
ありがとうございます。
モータを使う場合ではと言うことで、わかりました。
また何かありましたら宜しくお願い致します。

回答No.1

TIGANS

0ですよ。

＞電力の供給を止めたら落下してしまいます。
落下するときにモーターなどに仕事をしてますよね
モーターに仕事を全くさせないようにできたら落下しませんよ。

補足

お忙しいところご回答いただき、ありがとうございます。
そうなんです。動力に仕事をさせない＝つり合いは理解しているのですが、一般的な公式に数字を入れる際、仕事をさせないと言うことは距離や時間に「０」を入力することになりますよね。
ここがわからないんです。
質量10kgを持ち上げるのに十分な電力や力があれば上昇、なければ下降しますが、停止(つり合い)している時にはその中間の電力や力が掛かっているのは確かです。
その時の計算式、又は考え方を教えていただきたいのです。