找回密码
 马上注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 41658|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
+ h  D8 B# l- i; ?$ N
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
* K2 F6 X3 @8 K& P/ k
- R: D6 o2 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。
  a2 L6 p, o( j3 \4 D
& B( W7 J0 k1 x4 T0 R& n
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。
* i+ S" I5 A# u3 n- X3 z# z/ n$ M/ 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。2 M: ]9 _7 ^* F. }2 N
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。
4 q% d0 I9 T- t9 G2 H; V( R
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。
% R6 q# l7 T9 o8 ^( W
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。$ O) ^, b9 }+ _$ x
  
2 w7 C$ }$ |1 t* v( \& e; E$ D, l. `

; w" @. G$ P# E% b# Y0 C
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
: \/ g* ^. D: }) U
, O) N) g! J, Q% _8 z3 R, P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。
& {( l+ e7 m) m( o% g  p
6 f% h4 s) p$ q( ^( u属性 ) ~1 D. A5 Y7 x% P- C
高速马达 6 Y) i- X& L/ {0 C8 w0 e2 {
低速马达 & C7 m' o; [! N- f
微马达 0 \0 w# r. S, d: c' m+ i& y

9 q3 k' g& g1 c, V2 B最大电压 % V5 p6 t7 O2 ~) {7 Z
9VDC
4 b! T+ q. e- w! `) l8 j9VDC
' A+ S% W- E2 D& _+ P$ ~9VDC
! V: D$ \8 e; h; l/ ~# [1 h6 G  X' u+ j
最小电流(无负载) / K7 u; V2 {# q- G5 s# T: W
100mA
9 k3 r. L. }- i, v' ?! Y10Ma ! P& I5 g$ _) l; S- Y; S3 P+ U* G
5mA
" p6 s+ D5 |# y# D9 u0 \8 I: F. W1 w$ D& v0 w$ ~8 o) I  B- V$ p
最大电流(stall) , G; b2 X( Q: U+ N
450mA 5 L% H8 l' S: t8 K( R9 i$ C
250mA
( \1 \  }! F5 ]+ M90mA
. x3 R. ~) j3 P. C5 m0 ]! J) A& S6 _% m( @+ j$ y: O9 W
最大速度(无负载) 9 q% T% k* Y9 s, N& K+ z6 z
4000rpm $ K2 o' I, M3 ]6 C, Y; c' v
300rpm
. ]5 c+ {! Y! c* ]; q30rpm 4 b" i0 h. j% {, k2 {' h6 e

( i! t! D- ?6 M9 S( x在一般负载下的速度
1 Q" S, C3 e7 A4 Q, T  l2500rpm
: C: k/ o% w* ]7 p, K200rpm
" B) U& Z. Z- z# w( y2 ^; P25rpm $ `5 u; D# k- ^( D
: P: l7 l- ?; U1 s7 f  T+ g) f

; [+ }. g: n. u) O; K6 X
+ P: |( e1 p5 }# W" d7 S' Y( n+ u+ B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。
; r1 N3 z& h' q  `: b( E
3 D8 C% z  v4 d' I" F4 g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。 ' l6 b) f6 \- N2 P7 N" e! t9 w

0 _  ~) d2 D! n  ?( W9 V/ O% u1 Z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。 ! e: F( G, O6 R+ Z- e8 ~0 ?1 b
# r4 q( b, L+ Y+ o. C8 D7 x
方法和技巧
- ^  o8 W6 \& c: k  Q$ \
% e( i7 B+ m8 L如何解除微马达被卡住情况: , V7 y1 L( c: ^

5 k9 |8 s( s9 G/ y! E. T" D  z微马达是很容易卡住的,此时,你只需按下列步骤进行:   I. L, R% X1 M+ q
( I- b+ ?( }* f: G8 F7 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。
% {* b6 F2 s4 t: `0 G8 N5 d9 Y4 I$ F$ N  |( t1 E* R0 W
2. 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。
. {% D' O8 \  J1 e- I7 y; S) t7 L$ P' q6 T8 [, `  P- {! @% J
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。
. E6 g9 D6 x% R" p+ ?5 `- G1 `+ w
$ w: [; a+ s  Q/ N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。0 g+ m& G: P9 M1 I' I9 g; u) Z

* O% P; t4 @& H( U/ ~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) . m" o$ J8 K( o  J! O( f+ z
5 M/ I7 {- f7 ]
3.3固定马达
# a. K4 w3 i; Y' B" g9 Y7 o, p/ w/ C! F
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。
( t* x: x% y1 o. z3 D0 f+ M  T+ v9 e9 z! m1 w
    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。: s  d% Q! b! Y
& C7 r% k8 B2 Z( w
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 q( \/ w, f# ^0 R* S2 s% K, u6 K0 F% o; M' i3 R& U. R
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。
* e9 T& g1 I* @' g. A, h4 ?7 E
$ O% y) N9 W1 P9 B/ E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+ ?. D6 {3 }9 C3 ]: M
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, 2025-2-22 13:49 , Processed in 0.938023 second(s), 20 queries .

Powered by Discuz! X3.5

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表