找回密码
 马上注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 53425|回复: 29

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

' Z4 k; u2 r4 q& k2 ^! b
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
. [$ D7 L: R+ u! e

/ P# E0 h6 J9 D1 o
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。

9 n; R+ Y$ E  ^8 z

! W# V8 R% f$ c9 q
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。
$ N7 w- I1 j& x/ E# |
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。
/ ]  d/ q3 M8 u" e+ c
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 O0 O( D$ D' S: X& K9 D
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。) d: l( T& [. o* O$ a, x
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。2 ^+ ~$ h" ]" B2 }& h( e, ~
  

) i0 [! I  _0 h8 b
' u9 B) V% D2 u$ q) m
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   ~" m+ c7 M" c
+ e( m6 w- [* F% ?2 v
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。
6 x  V' r: I9 v5 R% c* g9 z  a# D5 h; I8 G' T# {; X/ T! _
属性 * e" k: S( ^) A5 x: o) v
高速马达
6 Y: h( {0 i  @( L) u$ Z低速马达
" [: D' T2 a  B' @% e% g微马达 & H' c1 n& x% Y

8 f% J* x+ x5 r, B) X' F" [: ]最大电压 * P" P4 k3 x$ i0 F4 O
9VDC
. c3 y+ i2 t7 g1 x9VDC
7 ?4 e5 Z+ v* F2 P# `8 m/ @* d9VDC
( l, w! N# J( p) T1 s) U# r
1 n; u/ r9 g% ?0 U9 a) J3 L3 @% _最小电流(无负载)
1 m3 r, M+ U( x$ ~. ]) A  o& O100mA 7 P- c( ]4 z. X; H5 P
10Ma
+ `6 @0 S: j: k5 h9 [5mA
4 l3 R8 Z. {0 p+ ]) M( E2 t/ H2 l& x' E7 Z' J
最大电流(stall)
6 n3 ~2 ]$ \1 u. c450mA
6 c* _% z6 U3 g$ B2 }& }. e250mA
# A; y0 M; Z( b& \- }8 i90mA - p/ d; @$ h" x* ~$ B' j

+ S% x( c) W# ]1 k4 O3 w最大速度(无负载)   K3 d0 C8 R; ~. q. m" ]
4000rpm % V& O: T) ^! x, N. Y
300rpm
9 W) U( l, j, o30rpm 9 K! H3 h& Z# Z  i( l7 X
. a5 Y7 X! Y8 |& `7 z
在一般负载下的速度
# ~2 T* Q: x/ q$ p2500rpm $ J9 P4 K' U" t) R" D
200rpm , A# Q, t' t& S: y$ N% {* m6 r
25rpm ( f2 R" E7 \( B4 q6 c$ |/ U

6 u; Y7 a# c& |5 C) G$ _/ g: \
- E6 o3 b; R; k. |8 x5 k5 G
7 M' v& _2 o" R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。
7 x! O* h  M1 l* X0 [" o& V4 {3 Q, Z# i+ y7 A1 b4 z+ z
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。
  {6 Q; d) S. r8 J; ?  j
# R$ g3 k: L" m& E: n& B9 F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。
6 J, a& b9 l& b; K- o- M0 a0 y! s4 f2 I, t! Y, N4 J
方法和技巧 $ K' b0 K/ f& M! j7 K( |0 t. r
9 j/ S+ t* R& r& p9 u# x
如何解除微马达被卡住情况: , C$ u7 b0 T. ?: r4 s1 J9 A

5 Q5 b+ ^1 @( J. o, g微马达是很容易卡住的,此时,你只需按下列步骤进行:
. q; U$ r& A8 |& d7 l; }
1 d4 y: q& \# {1 E: t+ p1 U1. 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。+ Y0 j' i. o6 G) o

# a! I0 d3 c7 P# W) G2. 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。
; Z) f9 y6 S" ]  E& A0 e# Q" ]
( I# d& K( v: w$ _! w0 a3. 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。$ E: _# v# K9 x! F6 P7 Y8 A5 l1 `. N
* ?4 n8 c& o/ f% }
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。
1 z- q& S4 d& j9 M1 ?( s4 _# U% d/ ?) B; y: L9 m
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)
0 m0 ?7 R9 {8 B2 t5 O0 `) u( @% A8 o# l; O' L6 o# @
3.3固定马达
: j3 L+ t* x4 p
3 z8 h" E* g0 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。
+ i/ T/ O0 H6 O2 s1 P
; y1 |5 I: {) e  N6 Z5 l+ t0 l/ n$ \    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。
5 C9 w  Q8 x# [! M3 r/ F/ Z7 v2 H; |0 c+ V/ T1 d  G
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。
9 ?" B- k' R6 @0 i1 H
! u# ]% f2 A/ M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 V0 k& a' g1 E+ k( X+ {. ~$ r0 ^3 x' X$ G# H
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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

 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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

发表于 2010-11-14 18:47:41 | 显示全部楼层
学习
% j$ L+ H: s* J0 Y$ \6 a2 R3 H& ~
如果您觉得我的帖子对您有用,请不吝给我一个“赞”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

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”!
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 马上注册

本版积分规则

手机版|中文乐高 ( 桂ICP备13001575号-7 )

GMT+8, 2026-2-18 12:20 , Processed in 0.823109 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.5

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表