中文乐高

 找回密码
 马上注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 12850|回复: 26

乐高扫盲~~马达<开始配图片>

    [复制链接]
发表于 2008-12-28 10:51:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

, B, J" O5 f7 N6 W$ e
根据大家的反应,我很努力的去找相应的图片配合上去了,但可能因为这个原因,上传扫盲帖的更新没有那么快了,请多多见谅:lol

& N1 D# r/ E* t9 T( Z& ~

  R! V" D) a# _1 s( Z1 I, n
在机器人系统中,我们已经介绍了动力传输系统——结构是如何传递力的,接下来,我们要讨论动力源——马达,包括各种马达的安装固定,以及马达的使用技巧,如,怎么获得更大的动力输出?同时简单介绍怎样并联马达,如何控制其工作等内容。

" G2 d/ ?9 D! {1 v7 |$ u
9 x9 e6 y6 K* w/ `. w( W* n. r
马达是机器人的主要动力源,它可以使机器人执行移动、载重,控制手臂,抓取物体,抽气等其它需要动力源的动作。马达有不同的种类,但都有一个共同点:将电能转换为机械能。在这一章,我们要讨论不同的乐高马达及其使用、安装、连接。
在讲解马达之前,我们先介绍一下有关电子学的理论。我们知道,电流分为直流电(DC)和交流电(AC)。家里使用的就是交流电,而电池是一种最常用的直流电源,所有乐高的电动组件包括马达都使用直流电源。$ i3 t, q0 r1 F2 s2 W
为了更好地理解什么是直流电,我们可以把它想象成从山上流下的一股泉水。流过导线的电流与之类似:当你将电池与灯或者马达连接时,电流的流动差不多像水流。我们知道电池有正负极,它表示电流的流动方向:从负极流向正极,就好像负极在山顶。在溪流中放一个水车就能把水的能量转化为机械能,同样,马达可以将电流转变成运动。假如改变水流的方向,水车会发生什么情况呢?它会改变旋转方向。直流马达也是如此。每一个马达都有两个接头,一个接到负极,另一个接到直流电源的正极。你可以想象的到电流从电池的负极流入马达,使马达运动,然后电流又流回到正极。如果将马达与电池之间的导线变换方向,马达的旋转方向也随之改变了。
# g! {0 b! Q% I2 ~) q* L# X
那么,如何来描述在溪流中流过的水量呢?它由两个因素决定:水的流速,水流的宽度,两者对水车的工作状态都有影响。在电流里,流动的速度称为电压,它的宽度(强度)称为电流。它们的单位分别可以用伏特(V)和安培(A)来表达,还有比它小的单位:毫伏(mV)和毫安(mA)。这两者的乘积就称为功率,用瓦特(W)来衡量它的大小。
8 ?3 s3 q4 R: u5 ~  K
每个马达都有额定电压,当然,电压低于额定电压时马达也能工作,只是会转得慢一些;但如果超过额定电压,马达就有可能烧掉。7 p$ O1 f7 y9 c
电流还有其它特性:电流的变化是根据马达的工作状态改变的:负载越高,电流就越大。当马达与RCX连接使用时,如果有力阻碍它旋转,必须停止马达。因为马达会把电流不断的转变成能量来抵抗阻力,如果不成功,所有流过马达的电流就会转变成了热能而不是机械能,这对马达来说很危险。第二章讨论过的离合齿轮在这里就起作用了,它限制了最大的扭距,防止马达卡住的这种情况发生。在以后的章节中你会知道RCX对保护马达也有积极的作用。0 ~1 i" p* `, q/ i% h# Z! l4 K- n
  
% j; o/ a5 U6 E
6 Q7 C- @1 T, {
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
 楼主| 发表于 2008-12-28 10:52:02 | 显示全部楼层
3.2微型马达、低速马达、高速马达 4 i. b* F" g- R. H
" y/ d3 x$ `! i5 s
每一个马达都含有一个或更多的铁心和磁铁,用来将电能转化为机械能,但你不需要知道这个转化的过程。作为一个搭建者,你所要记住的是每个马达都有一个输入能量的接头,一根输出轴,目前乐高套装提供了三种9V直流马达(如上图):高速马达(a)、低速马达(b)和微马达(c)。还有比较特殊的马达,如train马达、带有电池箱的马达和Micro Scout马达等,但这些马达不常用,通用性不如前三种好,因此在这里我们就不测试它们了,表中总结了前三种马达的一些属性。 , B# ?- t+ s/ n. D

3 p3 t* q9 f( z6 ?  C5 [4 I  Y% B属性 4 S, P. S3 l2 A  Z, Y" f% k( b' f
高速马达
  F3 F1 y7 p: l: u+ h低速马达 % \% N" ?/ {6 `
微马达 , l  P+ ]: E: _7 T4 ^6 W7 a% R

6 n( q+ m* K; }1 x最大电压
/ y  _& e2 L, m/ I3 Y9VDC
" j, _# x7 a3 J& j9VDC ' F4 ^. y6 g# _6 }" ~6 O9 A2 S$ Q9 k
9VDC . x' d" W( @+ O! t& p0 f

% C$ K2 j! Z! H6 F最小电流(无负载) $ H& a5 ~  r, {* ?: I* W8 y
100mA
+ P# z$ F$ n7 p1 n* {/ J8 r10Ma 5 x2 m0 Q% y% I! Z+ ]9 A2 R; T( ?6 Q1 E/ X
5mA , y! @! p  Z! A* q

6 `2 T! d; W/ T4 |" V$ |4 f最大电流(stall) 9 ^  k$ l- U* ^4 S" s4 v9 p
450mA
; `  V3 M: S6 W7 S. p! W4 O7 [250mA
0 d6 n6 \; |  ]90mA * p/ _! [- Z- K! W, y7 s

) h8 z9 G8 Y4 z. x7 V7 ^. h最大速度(无负载)
) E8 ^+ v# z7 a: O( L4000rpm 0 t5 q9 j. u/ z# Y% M
300rpm
0 c. X2 }# Y1 Y' i8 D30rpm
* `) f+ G% f! l/ d$ x5 F0 X" f& m' ?1 j
在一般负载下的速度
. k: ]0 ^% @" P9 J& O2500rpm * d2 N8 w* g% r0 D
200rpm
2 J, s) G. @1 v9 M5 [) P25rpm + _# u, j% U6 }* Y2 r' V' [' K# {$ y

9 u$ Q! y2 \3 R  U9 q* a" T: ]
5 r2 [0 v: T; M4 x* e' D2 u: w8 b  q& E
无传动链马达是乐高技术系列套装的标准马达,它的轴是内部马达轴的延长,因此我们称它为高速马达,它的转速非常高(转速可高达4000rpm)。在大多数实际应用中,它都需要非常高的减速传动比,从而需要非常复杂的传动链,而且还会消耗大量的电流。 : b4 {% ?' v5 p% [& ^0 P
* s  w. {3 m3 v* ?8 I2 ^. E
在本书中的例子中,没有涉及到高速马达的使用,你可以安全地使用它,不会损坏RCX且自身也不会损坏,唯一的缺点就是消耗电池。
. D$ D( [! t( u6 M, t
/ y+ M7 ?8 V( p' i7 }本书中我们提到的马达一般为低速马达。它有一个内置多级减速传动链,无负载时的转速为350rpm(一般负载的转速为200/250rpm),它的特点是高效率、低能耗。它也用了复杂的传动链,在机器人挑战套装中有两个马达。
/ f7 B1 K$ F1 \% l# [
6 g/ {3 b/ ~4 k/ w$ T" K" u: h' M方法和技巧 0 q; Q0 P6 ?! W" p# }

& j$ I2 c7 k9 E( M% }3 Z! M' W如何解除微马达被卡住情况:
8 q. J+ T* v* ~) g" M% i$ {) `# O3 X& a$ a, R5 h% t$ D. A
微马达是很容易卡住的,此时,你只需按下列步骤进行: % R/ s# X& z9 I( P8 S' q$ t' c
- T7 _% K1 F1 k" K5 V
1. 尽快关掉马达,将马达与其它组件分离或关闭电源,否则将会永久性的损坏马达。
/ s& r/ c+ ^+ E% n8 K& d
6 X) h" e7 j% |1 t) k' d- |" r2. 把马达与它连接的齿轮、皮带等脱离以减小震动,在马达轴上留下小滑轮。) n! F5 F; i1 t# w  e$ P) j
$ G$ y; G, w8 ^
3. 用手指握住马达,轻轻转动滑轮,但转动方向必须与马达卡住时的转动方向一致,同时将滑轮拔出,当听到咔的一声,说明马达没有损坏。假如不知道马达卡住时的转动方向,两个方向都试一下。
0 a/ O1 W3 W( r1 t  C- }! U
  J2 {/ e" A  y! L% N. O这几个步骤通常很有效,如果不行,试着使用小电流脉冲朝两个方向驱动马达,同时执行第3步。. N; K4 Y( W+ w5 ]4 ?

  P1 K  W8 f) L& \/ k- [% |微马达也是一个带有传动链的马达。它的输出轴的转速大约是30rpm,扭矩也相当低(小于1Ncm),它的噪音比较大而且很容易卡死。你可能想知道为什么要使用这种马达,答案就在于它的名字:因为它的体积小,在有些情况下,马达的大小比所需的扭矩和速度有更多的限制。使用它时要使用一些特殊的支架和连接马达轴的小滑轮(如图) % F. k$ M- N+ q& n

0 v0 B. x" d; j9 ~5 c; A( B/ V7 ~3.3固定马达 6 z8 V6 c; v8 p% ]9 {! o3 X
5 v& d& K0 C8 F: Y, Q0 I
乐高马达的宽度和长度都是4个乐高单位,马达的顶部形状是不规则的,低处的高度为2.8个乐高单位,高处的高度是3.6个乐高单位。马达的底部也是不规则的,因为它有一块2×2大小的凸起区域,因此直接将马达固定在规则表面上是不可能的,所以,固定马达需要一定的技巧。下面我们将介绍一些常见的技巧。
+ |; z4 y1 ~% X. u3 K+ X* f' o' _; M9 C. w+ z, T. E3 U
    尽管它的形状不规则,但它与标准的积木块配合得很好。如图,使用两根梁以4个孔的间距可以将马达低处部分固定。在一个稳固的结构中,马达的固定是很重要的,否则当马达承受负载时结构就会散架。在图中你还可看到距离梁的底部是一个乐高单位,这样就可以与前一章讲过的齿轮(8齿和24齿,16齿和16齿)配合,在第二个例子(如图)也是一个坚固装置,这里延长了马达的输出轴以便于在上面固定一个蜗轮。这个装置适合低速高扭矩应用。
/ v5 J% k6 U8 A2 x% R' x
$ y3 @+ m) |& I8 P% F' {: L$ a注意:这几幅图片重点说明它们之间的关系和距离,因此,为了能看到内部结构,我们没有在两边固定马达,在实际的应用中,应该两边固定马达并调整将梁调整为合适的长度。 + J' G$ o" ?0 Q5 d
( V! a) D* W2 D. |4 b
在乐高机器人挑战套装中有8块带有导轨的1×2板,是专门用于固定马达(如图)的。显示了固定马达的一个小巧且稳固的结构,更重要的是,此装置不需要拆散就能移除马达:移除马达后面的两块2×6板,不需要调整其余组件就可直接将马达拆下,用于其他模型的搭建。
5 `9 y/ v( ?& K# u8 k0 A' f  X$ v/ S) G1 D, M9 o3 N- }
马达是乐高组件中较贵的组件,因此,同时搭建多个机器人模型时,应该考虑重复利用马达。
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2008-12-28 13:37:20 | 显示全部楼层
很高兴论坛能有你这样一位热心的朋友,在我期末没什么时间来论坛的时候帮忙照顾论坛。
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
 楼主| 发表于 2008-12-28 15:32:01 | 显示全部楼层
:lol放心,一有时间就帮忙~~~:victory:
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2008-12-28 18:40:51 | 显示全部楼层
楼主也是一位老师吧!
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-1-6 12:32:02 | 显示全部楼层
顶一下
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-4-29 15:10:21 | 显示全部楼层
看了要学习的东西,多啊
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-6-8 15:57:55 | 显示全部楼层
谢谢分享,要学的东西很多
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-6-8 20:25:16 | 显示全部楼层
圖貌似掛了?
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-9-12 16:14:49 | 显示全部楼层
谢谢分享!
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-9-15 10:13:48 | 显示全部楼层
学习了
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-11-14 18:47:41 | 显示全部楼层
学习
/ K5 {( P- U1 J* `. f
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-11-14 22:10:38 | 显示全部楼层
期待上图。谢谢楼主详细的讲解。
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-11-17 00:22:42 | 显示全部楼层
看不见图
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
发表于 2010-11-22 08:41:49 | 显示全部楼层
学习了
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
您需要登录后才可以回帖 登录 | 马上注册

本版积分规则


QQ|中文乐高 ( 桂ICP备11003955号-1

GMT+8, 2017-5-23 11:08 , Processed in 0.124809 second(s), 21 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc. Template By 【未来科技】【 www.veikei.com 】

快速回复 返回顶部 返回列表