วิธีที่มีประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนเพลาเดียวด้วยมอเตอร์หลายตัว?

เพื่อตอบคำถาม "ทำไมไม่ใช้มอเตอร์ที่ใหญ่กว่านี้" ฉันเป็นผู้ให้คำปรึกษาระดับมัธยมปลายสำหรับทีมหุ่นยนต์ FTC (First Tech Challenge) โดยมีพื้นหลังเป็นกลไก / ฮาร์ดแวร์ที่นุ่มนวล ค่อนข้าง จำกัด ในสิ่งที่อนุญาตให้ใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งมอเตอร์ มากถึง 8x 1.5 ft-lb มอเตอร์กระแสตรง 12v สูงสุด

ปีนี้พวกเขาเจอปัญหาที่ต้องใช้กำลังในการยกมากขึ้นซึ่งการใส่เกียร์จะช่วยได้ แต่เพื่อให้ได้ลิฟต์ที่พวกเขาต้องการนั้นต้องใช้ความเร็วมากซึ่งในการแข่งขันที่สั้นมาก (~ 2 นาที) เป็นการแลกเปลี่ยนที่มีราคาแพง ไม่จำเป็นต้องขึ้นและลงบ่อยๆ

ความเป็นไปได้ที่ฉันได้พิจารณา (และยังไม่มีเวลายุ่งกับเรื่องนี้ แต่ฉันพยายามค้นคว้าและรับข้อมูลจากวิศวกรได้ดีกว่าตัวฉัน .. )

• การมีมอเตอร์สองตัวขับเกียร์เดียวกันบนเพลาโดยตรงดูเหมือนจะเป็นคำตอบแรกที่เห็นได้ชัด แต่เกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย
• มอเตอร์สองตัวขับเคลื่อนสองรอกแยกกันบนเพลาขับเคลื่อนซึ่งในทางทฤษฎีควรได้รับพลังงานโดยไม่เกิดปัญหาการติดขัดของเกียร์

ฉันวางแผนที่จะให้เด็ก ๆ ทดสอบและทดสอบ แต่เนื่องจากประสบการณ์ของฉันอ่อนแอมากฉันจึงขอความเห็นจากคุณ

ส่วนต่างเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ออกแบบมาเพื่อทำสิ่งที่คุณเสนอ มันจะช่วยให้มอเตอร์ทั้งสองหมุนในอัตราที่แตกต่างกันเล็กน้อยในขณะที่ยังคงรวมพลัง การใช้ดิฟเฟอเรนเชียลที่พบบ่อยที่สุดคือระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ที่ใช้ขับเคลื่อนล้อทั้งสองจากเครื่องยนต์หนึ่งในขณะที่ยังอนุญาตให้ล้อหมุนในอัตราที่ต่างกันนั่นก็คือการแสดงผลในแง่ตรงกันข้าม .

ในขณะที่ความแตกต่างทางกลไกทำสิ่งที่คุณถามคุณไม่ต้องการมันจริงๆ

คุณสามารถเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าที่เหมือนกันสองตัวเข้าด้วยกันบนเพลาเดียวกัน ไม่มี "การเลื่อนออกจากการซิงค์" เนื่องจากไม่มีปัญหาการซิงค์ในตอนแรก ขับเคลื่อนมอเตอร์ทั้งสองให้เท่ากันและทั้งคู่จะพัฒนาใกล้เคียงกับแรงบิดเท่ากัน หนึ่งจะมีแรงบิดมากกว่าอีกเล็กน้อย แต่สองแรงบิดยังคงเพิ่ม ไม่มีอันตรายใด ๆ ในความไม่ตรงกันเล็กน้อย

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคุณขับมอเตอร์หนึ่งตัวเต็มกำลังและอีกมอเตอร์หนึ่งไม่ได้เลย มอเตอร์ที่ไม่ได้รับการป้องกันจะเพิ่มภาระแรงเสียดทานเล็กน้อยเข้ากับเพลาตราบใดที่การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าถูกเปิดทิ้งไว้ ตราบใดที่คุณขับมอเตอร์แต่ละตัวให้แรงพอที่จะหมุนด้วยความเร็วของเพลานั้นโดยที่ไม่มีโหลดมันจะไม่ทำให้อะไรช้าลง คุณต้องขับมอเตอร์ทั้งสองให้แตกต่างกันอย่างมากเพื่อที่จะเพิ่มแรงบิดให้กับเพลาขณะที่อีกตัวหนึ่งกำลังเพิ่มแรงต้าน

สมมติว่าคุณไม่มีตัวควบคุมวงปิดที่พยายามควบคุมความเร็วมอเตอร์ ตราบใดที่ตัวควบคุมของคุณกำลังเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเทียบเท่าที่มีประสิทธิภาพเท่าที่มอเตอร์เห็นการเชื่อมต่อมอเตอร์ทั้งสองโดยตรงนั้นก็ใช้ได้

การเชื่อมต่อมอเตอร์สองตัวเคยเป็นปัญหา พวกเขาจะทำให้สมดุลทั้งสองโดยการตรวจสอบการจับกระแสระหว่างพวกเขา การเชื่อมต่อมอเตอร์สองตัวไม่ได้เป็นปัญหาอีกต่อไปเมื่อมีการกำเนิดของไดรฟ์ดิจิตอลซึ่งสามารถจับคู่กันได้ วิธีนี้จะช่วยแก้ปัญหาข้อต่อเพลาสองอันเก่ากับเพลาแม่แรง