De Iris was de eerste onbemande maanrover ontwikkeld door NASA. De Hogeschool Utrecht werkt samen met andere hogescholen voor het ontwikkelen van een Europese versie van de Iris; De Euro Moon Rover.
Voor de Eurorover is een set van motor en tandwieloverbrenging voorgesteld, het gaat om de RE25 1187xx motor en de Planetary Gearhead GP xx xx van de firma Maxon.
In dit document wordt onderzocht of dat de voorgestelde motor en tandwieloverbrenging voldoet aan de eisen van de rover.
Om te bepalen wat de maximale lasteisen of -wensen van de motor zijn, worden de eisen van de rover onder verschillende scenario's verdeeld. De rover moet in staat zijn om te versnellen, constant te rijden en te vertragen op:
De rover heeft de mogelijkheid om grotere hellingen, tot 30 graden, te beklimmen; Maar dit hoeft niet met de gegeven eisen voor versnelling en vertraging.
De rover is in staat om, op elk gegeven oppervlak, het gewicht eerlijk over de wielen te verdelen; Dit maakt het mogelijk om de lasten voor slechts één wiel te berekenen. In het volgende hoofdstuk worden deze scenario's verder uitgewerkt. Het zwaarste resultaat bepaalt het type motor dat gebruikt zal worden. Omdat het gewicht van de rover wordt verdeeld over de wielen, zal het volgende gewicht worden gebruikt in de berekeningen
\begin{align*}
m &= \frac{m_{rover}}{4}\\
&= \frac{6}{4}\\
&= 1.5 & [kg]
\end{align*}
\section{Scenario's}
In dit hoofdstuk worden afbeeldingen gebruikt om de verschillende scenario's te visualiseren. Deze afbeeldingen zijn niet op schaal.
$F_{eff}$ is het resultaat van de aandrijving ($F_{aand}$) min de rolweerstand ($F_{rol}$) en eventueel een component van de zwaartekracht ($F_{z}$). De gewenste versnelling bepaalt de nodige resulterende kracht met de volgende formule:
Voor de constante snelheid geldt dat $a =0\ [ms^{-2}]$ dus $F_{eff}=0\ [N]$. De enige kracht die overblijft is de rolweerstand. De aandrijvingskracht $F_{aand}$ moet gelijk zijn aan de rolweerstand $F_{rol}$.
De rolweerstand is afhankelijk van de normaalkracht $F_N$, $F_N$ is in dit geval gelijk aan de zwaartekracht $F_z$ dus:
In dit geval is de zwaartekracht niet haaks aan de ondergrond, de zwaartekracht verdeelt zich in een component loodrecht op de ondergrond een een component parallel aan de ondergrond. De component loodrecht op de ondergrond is gelijk aan de normaalkracht $F_N$.
In de eigenschappen van de wielen is de statische wrijvingscoëfficiënt $\mu_s$ gegeven. $F_{eff}$ mag niet groter zijn dan de maximale statische wrijvingskracht $F_{s,max}$. De maximale statische wrijvingskracht in dit geval is:
Uit de besproken scenario's is gebleken dat de maximale koppel benodigd om aan de eisen te voldoen gelijk is aan $116.62425\ [mNm]$.
De RE25 1187xx Serie van Maxon kent 56 motoren. Deze hebben allemaal dezelfde fysieke maten, maar andere opbouw. Het toerental van deze serie ligt tussen de 4790 en 14700 rpm. Gegeven de benodigde maximale snelheid van 2.1 m/s en de diameter van de wielen van 0.15 m, geeft dit een toerental van;
\begin{align}
r &= 0.075 & [m] \\
v_{max}&= 2.1 & [m/s] \\
s &= 2\pi\cdot r \\
&= 0.471238898 & [m] \\
n &= \frac{v_max}{s}\\
&= \frac{2.1}{0.471238898}\\
&= 4.456 & [rps] \\
&= 267.36 & [rpm]
\end{align}
We hebben dus een overbrenging nodig, maar dit was al bekend. Wetende de nodige rpm van de wielen kunnen we bepalen wat de grootst mogelijke vertanding is;
