本轮补充的关键量级
1. 箱底:总重量与局部压力是两个问题
旧参考模型100.15kg,四脚名义面积合计0.09m²。悬空时平均脚底压强约10.9kPa;居中N=Fx100N时最大单脚约290N,局部名义压强约12.9kPa。旧姿态比较最大单脚约384N,对应约17.1kPa。用户500kg/m²换算为约4.9kPa。
这不是把均布额定值当作点载荷上限来判失败,而是说明需要核承力骨架和局部变形。按均布数字简单摊开384N,方形面积边长约280mm;它没有计分载板自重、弯曲、真实接触与动态,不能直接发出“280mm板即可”的制造要求。
降低轮载不会减少整机给箱底的总重量;开式装置中,它反而把更多重量从试样转回支脚。铺雪重量、配重、附件、搬运人员与运输轮的局部作用也需单列。
2. 配重:净平移、偏心扭转与脚下接触要一起核
旧居中N=Fx100N、1.5力余量的净平移μ需求约0.17。本轮加入Y偏150mm产生的15Nm绕竖轴力矩,构造一个只含纵向脚剪力且能满足平衡的分配,比较需要μ约0.181。这是四脚等刚度、均一脚底μ的充分分配,不是实测系数或最小值。
同样的100N轮载/100N水平阻力与1.5力余量,仅按平移防滑:μ0.2需约87kg总质量;μ0.1需约163kg。实际先测脚垫/底面和机器质量,再定配重。防滑用质量下界;压地板和构件用质量上界。
3. 加减速:减轮载不消除转子反作用力矩
Ø200mm轮的60km/h对应约1592rpm、166.7rad/s。只比较假设轮组J=0.01kg·m²与厂家无制动电机转子J=0.000669kg·m²、1.5:1传动,悬空从零升速的局部贡献如下:
这里未包括全部带轮、编码器、皮带与损耗,不能据此定实际最短升速时间。驱动/动能折算用J轮+i²J电机;平行同向转子的整机角动量变化用J轮+iJ电机,不能混用倍率。完整惯量确定后再核斜率;先用平滑、受限加减速验证,而不是追求最快动作。
若仅有1g在100mm半径的不平衡,60km/h示例激励约2.8N;其轮频约26.5Hz。对于只有5N的摩擦信号,这已值得辨识。
4. 小轮载:可降低接触阻力,但可能测不清
候选M3725A的Fx量程200N、目录非线性0.5%FS,对应单项量级1N;N50N且假设μ0.1时,目标Fx只有5N。该传感器工作−40…100℃,温度补偿10…70℃没有覆盖−30℃。这不是完整整机误差预算,需要低温装配后的局部标定/整链验证,才能选择合理轮载与准确度。
5. 加载轴与短时发热仍不可忽略
旧移动部分约43.7kg,N50N时理想托举力仍约378N。失电若落10mm,重力释放约4.3J;实际接触峰值取决于落移、刚度与停止方式,不能拿100N目标作上限。
Fx50N、60km/h、5秒摩擦机械功约4.2kJ;轮胎/试样的吸热比例未知。它会和磨耗、压陷一起改变接触区。摩擦耗散能与停止时的旋转储能需分别核算。