找回密码
 马上注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 54319|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
! Q6 n+ ~1 g6 k0 N& |( n+ r
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

) k7 `& n7 C7 S/ x" L9 L# D, }
4 T! |. f2 ]$ Q4 V" y% ?' k
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。
! H9 |4 r3 |$ h

& k' r" p4 _$ e$ J  b; H; O! h
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。+ E7 d; [& B4 M9 G% }/ {9 K  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。
* Y/ A  t2 j' P$ @' b
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。
# B* U2 O. {% [! C. m; V1 v: U
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。
9 E, ?) H% b# \7 a) I
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。
: A* I+ _8 R% f  Z! A0 {
  
9 O. K: {5 ~/ d; V$ b1 w( u0 U
/ M, D" X0 w& z& L* d
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 + ]- g0 f$ O' `/ T' d
* h3 w- P' I: D5 c0 I
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。
1 ~: C/ `0 Q0 @6 @$ G, ]" n- s1 p: f0 R8 h6 C# o
属性
3 u- g5 O' H. f5 i& E, K高速马达 / Z5 ~3 f$ V4 m" T( X
低速马达
( V7 l! u6 ^3 Y0 Z/ B: k: V* }微马达
# A! n5 e$ n7 X8 z+ }2 \
0 i2 ], C! T' c0 R7 m" `3 E+ i最大电压
: Z. s9 ]; d3 o; F9VDC
; E1 ]2 l( X/ x  Z* }9VDC
! o/ D) l) V& c/ F9 o1 O9VDC , P$ ^9 j: _: f/ D

( V9 q; O5 q( T1 r" i最小电流(无负载) + y% r( M% S- T! R1 y# T
100mA , X: x- I6 F& f; F' d' K: `; `4 S* T
10Ma
! T1 P+ y5 `, s" L. v. Z5mA 5 O- f$ j( G6 D9 `/ ~
1 a/ l* m) T$ g8 R3 Z% B
最大电流(stall)
$ `7 ^2 C1 u3 _  K5 V450mA
; V1 g8 |" g7 a% \250mA 4 F: I, L6 }1 c4 I# i( k0 G) Z8 w
90mA
2 B; h7 O+ {  {' a' J, Y" f) \6 K" ]/ a6 a
最大速度(无负载) & e2 \% O: E# p( D7 Q) L) V
4000rpm
9 }+ U/ R$ |% }0 V. x* W300rpm
0 s& e1 p, l' {0 ^0 Q, \30rpm
2 j& [( h  U- Q8 _' d; w/ W: }9 e. E9 h# L/ W, l3 i
在一般负载下的速度 9 e. B" L( c0 C1 d2 q& f
2500rpm " g: ~5 X$ \! N, J
200rpm
3 n# E5 f! L) h& H3 T% U25rpm
( [; Z8 ~' h& Q5 g* f" p
0 r& d( |& l+ T9 E! x! u6 h; x( h
$ X) F1 f2 e+ i  A# O
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。
! u, F) J' u3 o8 s  o5 \8 e
- s& F1 U3 ]* t2 M2 U5 F0 V$ u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。 8 c. y5 {6 C" x4 r2 o
. C' [; _! E3 P* n) o7 ]1 V
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。 9 y' e* S3 w3 e' f
& @  C' @0 R4 N  \& U8 r
方法和技巧
4 C/ f( F4 y6 J& Q' e) {  p8 P5 M* i3 @% E6 b; C
如何解除微马达被卡住情况:
$ U) x1 X6 U0 H9 D$ n4 f
! s! f, w7 v5 G  u3 C+ f微马达是很容易卡住的,此时,你只需按下列步骤进行: 6 N8 w8 w- }! o  d8 Y

/ ?) Q. [4 K) v  X. j1 c2 R1. 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。, X1 m; u7 \7 J5 v" l8 s% r

# o, ]- Y" G' L+ S& v4 q6 V2 n2. 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。
. s( `8 f  ^  S  D) d; d. n, E/ o! C; |2 `" k( a5 w6 o
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。* |& k  p. {+ n$ }8 K7 \' z

& j/ \4 o  {# }: y* [' v7 c4 k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。
4 U& T/ Q( z6 D) ~5 m8 y) E9 K: W* S, r5 q& A: L2 z0 v6 B" \- r$ @
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)
, w0 @8 c9 F. C: g8 E. c0 @3 D/ l3 L' I) @; A: ^- D; s5 f+ f' D9 o, r2 ^
3.3固定马达
7 r$ x% Q& E- q/ w( M5 f( r6 U- ^3 p: }! v6 l6 W) G
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。 3 c9 N8 M1 V  q) G
1 g5 ]( p( X# E' R- D, B9 D
    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。
) ?. b" W6 C3 l" f
# R7 j$ y( `/ K; P" F2 M. a4 e9 |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。 ) Y4 W4 N- N, b" N  U+ J( I3 y0 `

# ~3 H( t, ~" }: w0 R# ^' ^7 ?" B% n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。 % J' O; ~4 ~+ l- L0 ?* @
; ?" [( I9 ?  B# s- `& K" A
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
) `7 F: n8 D# M1 X' j4 `
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, 2026-4-27 16:45 , Processed in 0.214782 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