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Topic: "Torque" ou "Force de moment" d'un servo-moteur. (Read 186 times) previous topic - next topic

stuffette

Bonjour,

J'ai fait un projet de machine inutile et j'ai eu ma première rencontre avec des servomoteurs. Cependant, je n'ai pas vraiment compris comment calculer la force nécessaire pour déplacer un objet. J'ai pourtant lu plusieurs articles, mais je n'ai pas saisi le concept.

* À quoi correspond le "torque" ?
* Que puis-je "soulever" avec un torque de 1kg.cm² ?
* Comment profiter au mieux de ce "torque" ? (Par exemple, sur ma boîte, j'ai profité de l'effet levier en mettant le servo le plus loin possible des charnières, mais l'axe du servo doit-il être long ? Court ?)
* D'autres conseils ?

Merci pour vos explications ! J'ai besoin d'un peu de pédagogie...^^

icare

Bonjour,
* À quoi correspond le "torque" ?
Torque = couple
voir Cours Eskimon chapitre mécanique.

* Que puis-je "soulever" avec un torque de 1kg.cm² ?
Un couple s'exprime en N.m alors que 1kg.cm2 ne représente rien pour moi. Alors que 1kg/cm2 représente une pression dans une unité qui n'a plus court.

* Comment profiter au mieux de ce "torque" ? (Par exemple, sur ma boîte, j'ai profité de l'effet levier en mettant le servo le plus loin possible des charnières, mais l'axe du servo doit-il être long ? Court ?)
C'est de la mécanique pure, bref une histoire de bras de levier.
2B OR NOT(2B) = FF
Arduino 1.0.5 à 1.8.1 + gEdit + Ubuntu 16.04 LTS

_pepe_

#2
Jun 19, 2017, 10:57 pm Last Edit: Jun 20, 2017, 11:39 am by _pepe_
Bonsoir

La traduction en français de "torque" est "couple", ou "moment d'une force". Tu devrais pouvoir trouver toutes les informations se rapportant à cette notion dans n'importe quel bon cours de physique ou de mécanique du solide.

Un couple est un ensemble de forces dont la résultante est nulle mais dont le moment total est a priori non nul. Il est représenté par un vecteur qui correspond à la somme des moments de ces forces par rapport à un point quelconque. Son module se mesure en N.m (newton × mètre) dans le système d'unités international.

Voici un exemple :



Avec :
F0 = 1 N
F1 = 2 N
F2 = 1 N
OM1 = 2,828 m
OM2 = 1,414 m
OA1 = 2 m
OA2 = 1 m

La somme (vectorielle) des forces F0, F1 et F2 nulle.

Les moments des forces par rapport au point O sont :
MF0/O = OO × F0 = 0 N.m
MF1/O = OA1 × F1 = +4 N.m
MF2/O = OA2 × F2 = +1 N.m

Le solide est soumis à un couple :
M = MF0/O + MF1/O + MF2/O = 5 N.m

On obtient le même résultat en considérant les moments par rapport à un autre point, par exemple le point M2 :
MF0/M2 = A2O × F0 = -1 N.m
MF1/M2 = A2A1 × F1 = +6 N.m
MF2/M2 = A2A2 × F2 = 0 N.m

On retrouve alors :
M = MF0/M2 + MF1/M2 + MF2/M2 = 5 N.m


Une force peut s'exprimer en "kilogramme force" (kgf), qui n'est pas une unité du système international, et qui correspond au poids d'une masse de 1 kilogramme au niveau de la mer, soit 1 kgf = 9,80665 N.

Par un abus d'écriture, 1 kg.cm représente donc un couple de 9,80665 × 0,01 = 0,0980665 N.m.

Avec un couple de 1 kg.cm, un moteur muni d'une poulie de 1 cm de rayon pourrait soulever un poids allant jusqu'à 1 kg. Et avec une poulie de 5 cm de rayon, il pourrait soulever un poids allant jusqu'à 0,2 kg.

J-M-L

En gros plus vous êtes loin de l'axe moins il faut de force pour faire bouger votre objet - principe du levier - mais pour le faire monter l'objet d'une hauteur donnée il faudra exercer cette force sur une plus grande distance
Please do not PM me for help,  others will benefit as well if you post your question publicly on the forums
Pas de messages privés SVP

ChPr

Tout ce qui vous a été dit sur le "couple" est exact.

Pour autant, la valeur que vous nous donnez : 1 kg.cm², n'est peut-être pas le couple du moteur (erreur de lecture de ligne ou autre), mais le moment d'inertie de son rotor (par exemple 200g et rayon de 3 cm) dont les unités sont bien celles que vous donnez.

Cordialement.

Pierre
Pourquoi faire simple alors qu'il est si facile de faire compliqué !

stuffette

Bonjour,

Merci à tous pour vos explications.

Je me basai sur les données techniques d'un servomoteur que j'ai acheté (SG90, sur Amazon) :


Electrical Specification
Operating speed(at 4.8V no load): 0.12 Sec/60°
Running current(at 4.8V no load): 140 m A
Stall torque(at locked 4.8V): 2.0 kg-cm
Stall current(at locked 4.8V): 520 m A
Idle current(at stopped 4.8V): 5 m A

Mes questions sont plus d'ordre "mécanique" du coup. Bon, je suis loin d'avoir tout compris, autant vous l'avouer, je suis une lente, mais tout est un peu plus clair du coup.

Je vais voir pour un cours de mécanique, je pense que j'ai des bases à appréhender. Le message de Pepe est clair, mais je ne parviens pas tout à fait à conceptualiser tout ça.

Merci en tout cas pour vos explications. :)

68tjs

Un conseil : méfie toi des unités dite "Impériales", en fait anglaises et Etatsuniènnes (parce que l'Amérique c'est bien plus que les USA et plus de culture que les USA aussi ! )

La difficulté intervient quand on veut comparer des caractéristiques en unité "à la c*n" et en unité officielle

Il a existé 2 kilogrammes  --> pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué !

1) Définition officielle du kilogramme en 2017
La définition officielle actuelle est que le kg représente de la masse de matière et absolument pas un poids.
Explication : quand un astronaute est dans la station spatiale il flotte alors que sur Terre il est rivé au sol.
Est-il moins gros pour autant ? Non il a toujours la même quantité de muscle.
C'est son poids qui est plus faible car il s'est éloigné du centre de la Terre.

La masse est une une quantité de matière (1) le poids est une force.
La relation entre le poids et la masse est P = m.g  .
"g" est appelée accélération de la pesanteur et sa valeur dépend de la distance avec le centre de gravité de la Terre. C'est normal que "g" au sommet du Mont-Blanc soit plus faible qu'au niveau de la mer et encore plus faible dans la station spatiale.

En France on est centralisateur et la valeur de "g" qui est utilisée est celle de Paris qui vaut 9,81 (Paris est à environ 25/50m au dessus du niveau de la mer)

L'unité de force, donc de poids, est le "newton" (si on parle de Monsieur Newton on met une majuscule, si on parle de l'unité on met une minuscule, officiellement on a même le droit de prononcer "neuton", quand j'étais au lycée dans les années 60 c'était même une obligation).
Un newton vaut 9,81 kg

2) Avant la seconde guerre mondiale on utilisait le kilogramme pour la masse et le kilogramme -force pour le poids.
Devant les quiproquos continuels cette unité a été rebaptisé en newton.

Très malheureusement dans la vie courante on continue à donner au kilogramme la signification d'un kilogramme-force et les balances sont graduées en kilogramme-force ce qui entretient la confusion.

En résumé tu trouves en unité "à la c*n" des kg.cm alors que la seule unité qui permette de faire des calculs dans un système cohérent d'unité est le N.m (newton x mètre)

(1)  Il n'y a pas incohérence avec la notion de "Masse électrique".
Simplement au début des études sur l'électricité pour avoir une bonne référence de tension les savants de l'époque utilisaient une grosse plaque de cuivre --> une grosse quantité de cuivre ---- une grosse MASSE de cuivre.




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