乐高教师指南——齿轮组合

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乐高回力小车齿轮结构

乐高回力小车的齿轮结构
乐高回力小车的齿轮结构是由一组齿轮组成的，包括驱动轴、两个副轴的齿轮和主轴。

1. 驱动轴：乐高回力小车的驱动轴通常是一个带有驱动轮的轴，它可以通过旋转来驱动整个小车。

驱动轴一般通过乐高积木中的圆孔或凸起部分与其它齿轮或车轮连接。

2. 副轴的齿轮：乐高回力小车中的副轴的齿轮是与驱动轴相连的齿轮，通常有两个。

它们通过旋转驱动轴来转动，同时也会带动与其相连的其它齿轮转动。

3. 主轴：乐高回力小车的主轴通常是与副轴的齿轮相连的，它可以是带有车轮的轴，也可以是纯粹的齿轮轴。

主轴通过旋转来带动整个小车运动。

这些齿轮通常都是通过乐高积木中的凸起部分和凹槽连接在一起的，可以方便地拆卸和组装。

同时，这些齿轮的旋转方向通常是固定的，即只能沿着一个方向旋转。

这种设计使得乐高回力小车的运动更加稳定和可控。

此外，乐高回力小车的齿轮结构还可以通过改变齿轮的大小、数量和排列方式来调整小车的运动速度和方向。

例如，如果将大齿轮和小齿轮按照一定比例组合在一起，就可以使小车的运动速度更快或更慢。

如果将多个齿轮串联在一起，就可以使小车的运动方向更加灵活。

乐高齿轮详解

前言：译者的话这是一篇偶然为之的译文，原因是我在镇上搜齿轮相关的文章，搜到了一篇乐高中文爱好者翻译自Sariel.pl的文章《Scaling Tutorial for Vehicles》（“按比例缩放搭建乐高车辆模型教程中文版”），而作者在他的原文中提到了他另一篇教程，也就是本文《Gears Tutorial》（首次发表于2009年9月29日），一时兴起，也想多了解点乐高齿轮的知识，就动手翻了，由于入科技坑时间尚短，有些专用术语翻得不够妥帖，也请各位前辈指正。

另外，原文中引用的一些连接在译文中也有体现，但引文中的内容无力一一翻译，欢迎有兴趣的玩家接力。

转载本译文请注明出处及译者，本人不同意任何商业用途的转载或发表。

by Jeroo 2013.12.11 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 正文这是一篇详细的关于乐高齿轮的介绍，如何应用它们的一些基础机械准则，以及它们的优缺点。

本文作于2010年2月19日。

当我描述我的作品或点子，以及它们的功能时，我假设本文的读者应当具备基础的机械及齿轮运行知识。

不过这个假设貌似有时候是错的，当这种（错误假设的）情况出现时我会有挫败感，但我没有理由去忽略这部分没有充分了解齿轮如何工作的读者，或者去否认搭建乐高科技系列带给他们的快乐。

基于此，我准备了这个教程，覆盖了我所有关于齿轮的认知并且尝试用菜鸟的认知角度去描述。

我希望这个教程可以同时帮到初学者和有经验的乐高玩家，为更加清晰我会分两部分来分别描述。

目录1.齿轮简介2.基础理论3.齿轮的种类4.传动比5.传动效率6.齿轮啮合间隙7.附录1.齿轮简介齿轮有什么用？一个非常常用的回答是：将动力从发动机传递到最终的机械装置。

这是对的，但并不全面。

齿轮的最终目的是将发动机的特点通过最佳方式改造成我们想要的样子。

乐高齿轮左右摇摆知识点

乐高齿轮左右摇摆知识点乐高齿轮是乐高积木系统中的一种常用构件，用来传递动力和控制运动方向。

齿轮可以左右摇摆，也可以用来传递转动运动。

下面将介绍一些关于乐高齿轮左右摇摆的知识点。

1.齿轮基础知识：乐高齿轮由一个或多个垂直排列的齿轮组成，齿轮之间通过齿距相等的齿对接，形成齿轮系统。

在一个齿轮系统中，齿轮的大小决定了齿轮之间的速比关系，小齿轮转动一圈，大齿轮转动的圈数较少。

2.齿轮摆动的机制：乐高齿轮系统中，齿轮的运动主要依靠齿轮之间的啮合来传递。

当一根轴通过旋转带动一个齿轮转动时，这个齿轮会与相邻的齿轮发生啮合，并将旋转运动传递下去。

这种啮合关系使得齿轮可以左右摆动，并且可以通过组合不同大小的齿轮实现不同的速度和运动方向。

3.齿轮的动力传递：乐高齿轮系统中，齿轮主要通过片状齿轮来传递动力。

片状齿轮（也称尼龙齿轮）是一种可弹性变形的齿轮，它能够在强力作用下稍稍变形，从而提供弹性连接。

这种弹性连接使得齿轮在传递动力时能够吸收一部分冲击力，保护其他部件不受损坏。

4.齿轮的控制运动方向：乐高齿轮系统中，通过改变齿轮的大小和位置，可以控制齿轮的转动方向。

一般来说，将一个齿轮固定在一根轴上并使其旋转，其他与之相邻的齿轮会跟随旋转，并在相应的方向上转动。

如果两个相邻的齿轮的大小不同，小齿轮转动一圈时，大齿轮的周长上的点会移动较少的距离，也即大齿轮转动角度较小；反之，大齿轮转动一圈时，小齿轮的周长上的点会移动较多的距离，也即小齿轮转动角度较大。

这种速比关系使得可以通过齿轮的组合来控制运动方向。

5.齿轮的左右摇摆：乐高齿轮系统中的左右摇摆通常是通过齿轮的运动和位置的变化来实现的。

通过改变齿轮的大小和位置，可以使得齿轮在系统内左右摆动，从而实现不同的功能。

比如，可以通过组合不同大小和位置的齿轮，使得一个齿轮通过旋转驱动另一个齿轮在一些角度范围内左右摆动，从而产生一种特定的运动效果。

总结：乐高齿轮系统中的左右摇摆是通过改变齿轮的大小、位置和组合来实现的。

LEGO 乐高-齿轮9686

4、J／／，－齿轮气目标简介LEGO DACTA 齿轮套装这本子）』j 是为 f 立持和指导教师和学生使用 LEGO DATCA 的齿轮套装（＃ 9 6 10 ）向专门编写的。

内容于册包括：• lti 轮的知识·简易的 1'Ai 轮功于做活动 ·可行的问题解答的图川－活动这些针对小学生的各种技能的活动，在探＇ft: 内轮的概念（第 3 1 un，研究原理（第 9 1 1 以），以及解决问题（第 1 2 1 5 以）中都包括。

这且搭建模型的活动培养和增进 f 学生的团队合作能力。

·经过于册中的这些活动后，学生们将可以：·定义i 阳台为边缘带有内的轮子，时以和约一个内轮E 窗台用来传递力或者速度。

·搭建一个用齿轮米加速的模型。

·搭建一个用齿轮＊增加力的模型。

·合理的排列内轮使主动轮和从动轮以相同的方向转动，相反的方向转动，或者且成 90 度的交角。

·认识到两个消轮的传动比足由两个齿轮的齿数比决定的。

·对内轮产生兴起IB !21'Ai 轮是一种边缘带句内的轮子，是一种简易的机橄装营。

右图是LEGO DACTA 齿轮套装中的几种齿轮的图川。

齿轮可以用＊传递力，增加或有减缓速度，以及改变转动的方向。

在我们的生活中到处都有齿轮。

这本予册背由的图）＼中就是一些使用齿轮的装置。

通过参勺3 7 页上的活动让您自己先熟恶内轮。

复印下16一以的图）\·11「简单的参考。

你将会有望把这些活动同时推荐给你的学生。

旋转的方向•1去’照16 页上的图片搭建基座和模型1。

预测一下当你转动手中内会发生什么。

·你转动的齿轮（叫做主动轮）转动的同时会带动约一个i·i'f 轮（II叫做从动轮）转动。

主动轮和从动轮的转动方向相反。

主要概念：两个晴合在一起的齿轮转动方向相反。

乐高机器人教案

乐高机器人—齿轮篇教案在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。

要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。

2.1简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。

探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。

介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。

认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。

2.2齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图2.1所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。

齿轮的最重要属性就是它的齿数。

齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。

图2.1 一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。

两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。

第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。

第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。

第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。

当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。

2.3加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。

当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。

当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。

在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。

这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。

五岁乐高荷兰风车教案需要齿轮

五岁乐高荷兰风车教案需要齿轮五岁乐高荷兰风车教案需要齿轮【引言】作为五岁幼儿教育的一部分，乐高教具被广泛使用来培养孩子的创造力、想象力和手眼协调能力。

在乐高的世界里，荷兰风车是一个富有创造力和挑战性的项目，不仅可以教授孩子有关建筑和机械原理的基础知识，还可以培养他们的耐心和解决问题的能力。

在这篇文章中，我们将探讨五岁乐高荷兰风车教案中齿轮的重要性，并帮助孩子理解它们在风车运转中的作用。

【齿轮的基本概念】1. 齿轮是由多个齿齿组成的圆盘，用于传递和改变机械能量的方向和速度。

2. 齿轮通常由两个或多个相互咬合的齿轮组成，形成一个齿轮系统。

3. 齿轮的大小和齿数决定了传递能量的比例关系，大齿轮转动时，小齿轮会以更快的速度旋转，从而改变了机械能量的输出。

【五岁乐高荷兰风车教案中齿轮的使用】1. 在乐高荷兰风车教案中，齿轮被用于模拟风车的旋转，使孩子可以亲自体验风转轮在真实环境中的运转。

2. 教案中一般会提供不同大小和齿数的齿轮，并引导孩子正确搭建齿轮系统，以达到合理的转速比。

3. 通过操纵齿轮，孩子可以观察到齿轮间的相互作用，理解齿轮的传动和变速原理。

4. 齿轮的咬合方式以及齿轮的结构可以通过乐高教具直观地呈现给孩子，让他们感受到齿轮在机械系统中的重要性。

【齿轮在乐高荷兰风车教案中的意义】1. 齿轮的使用使得荷兰风车可以实现更加流畅的运转。

孩子通过操纵齿轮的组合，可以改变风转轮的速度和方向，进而控制风车的运行状态。

2. 齿轮系统的搭建过程中，孩子需要思考如何让不同大小的齿轮咬合并转动，培养了他们的逻辑思维和问题解决能力。

3. 通过实际操作中的失败与成功，孩子可以学会调整齿轮的组合方式，培养了他们的观察力和分析能力。

【个人观点和理解】作为一名乐高教育的支持者，我认为五岁乐高荷兰风车教案中齿轮的使用十分重要。

齿轮不仅可以帮助孩子理解机械原理，还可以培养他们的创造力和解决问题的能力。

通过交替搭建和调整齿轮系统，孩子可以在实践中培养对机械装置的兴趣和主动性，同时也增强了他们对各种可能性的探索和理解能力。

乐高齿轮套装课程设计

乐高齿轮套装课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮的基本概念，掌握齿轮的类别、功能及组合原理。

2. 学生能描述乐高齿轮套装中各种齿轮的名称、特点及在简单机械结构中的应用。

3. 学生能运用齿轮知识解释乐高模型中的运动和传动现象。

技能目标：1. 学生能够独立操作乐高齿轮套装，完成模型的搭建和拆解。

2. 学生能够运用齿轮传动原理，设计并搭建具有特定功能的乐高模型。

3. 学生能够通过团队合作，解决乐高齿轮模型搭建过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生对乐高齿轮套装产生兴趣，培养对科学技术的热爱和探索精神。

2. 学生在团队合作中学会相互尊重、沟通与协作，培养团队意识。

3. 学生在齿轮模型搭建过程中，体验创新和实践的乐趣，提高自信心和自主解决问题的能力。

本课程针对小学四年级学生，结合学生年龄特点和认知水平，以乐高齿轮套装为载体，让学生在动手实践中掌握齿轮知识，培养科学素养和创新能力。

课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实践操作相结合，提高解决问题的能力，培养良好的团队合作精神。

二、教学内容1. 齿轮基础知识：介绍齿轮的定义、类别（如直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等）和功能，结合课本相关章节，让学生理解齿轮在机械传动中的作用。

2. 乐高齿轮套装介绍：展示乐高齿轮套装中的各种齿轮零件，讲解各零件的名称、特点和应用场景，与课本知识相结合，引导学生认识并熟悉齿轮模型。

3. 齿轮传动原理：讲解齿轮传动的基本原理，如齿轮的啮合、传动比等概念，结合乐高齿轮模型实际操作，让学生体验并理解传动原理。

4. 模型搭建与设计：指导学生使用乐高齿轮套装，搭建简单的齿轮传动模型，并根据齿轮传动原理，设计具有特定功能的乐高模型。

5. 团队合作与问题解决：组织学生分组进行齿轮模型搭建，培养团队合作精神，引导学生主动发现并解决搭建过程中遇到的问题。

教学内容安排与进度：第一课时：齿轮基础知识学习，乐高齿轮套装介绍。

乐高玩具齿轮组合教程

乐高玩具齿轮组合教程乐高是一种广受欢迎的玩具，它具有创意和互动性强的特点。

其中，齿轮组合是乐高的一个重要元素，它能够使建筑物或机械模型实现动力传输和运动效果。

下面是一个关于乐高齿轮组合的详细教程，希望能帮助你更好地理解和使用乐高齿轮。

第一部分：乐高齿轮的基本知识乐高齿轮是乐高积木的一个组件，它由一个中央齿轮轴和多个外围齿轮组成。

中央齿轮轴是一个直径较大的圆柱体，而外围齿轮则是一个有齿的圆盘。

当中央齿轮轴旋转时，外围齿轮会受到动力影响而产生运动。

乐高齿轮有不同的尺寸和齿数。

齿数越多的齿轮，旋转速度越慢，但具有更大的转动力。

齿数较少的齿轮则具有更快的旋转速度，但转动力较小。

根据需要，我们可以根据齿轮的尺寸和齿数来选择合适的组合。

第二部分：基本的齿轮组合方式1.单个齿轮的运动传输：当一个齿轮通过中央齿轮轴连接到另一个固定的齿轮上时，中央齿轮轴的旋转将会传输到固定齿轮，使其也开始旋转。

2.多个齿轮的运动传输：通过同时连接多个齿轮来传输动力，可以实现更复杂的运动效果。

例如，可以通过两个齿轮连接，使其中一个齿轮的旋转方向与另一个齿轮的旋转方向相反。

3.齿轮系统的放大功能：齿轮组合还可以实现力的放大效果。

当一个齿轮通过多个齿轮连接到另一个齿轮上时，中间的齿轮会增大力的大小，使后面的齿轮更容易旋转。

第三部分：齿轮组合的应用示例1.乐高风扇：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高风扇模型。

可以通过一个齿轮轴连接到一个固定的齿轮上，齿轮与一个外围具有叶片的盘形构件连接。

当齿轮轴旋转时，叶片会开始旋转，模拟风扇的运行。

2.乐高电梯：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高电梯模型。

可以通过一个齿轮轴连接到一个固定的齿轮上，齿轮与一个导轨系统连接。

当齿轮轴旋转时，导轨系统会上升或下降，模拟电梯的运行。

3.乐高汽车：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高汽车模型。

可以通过齿轮组合连接车轮和发动机，使车轮开始旋转。

可以通过改变齿轮组合的尺寸和齿数来调节车速，增加或减少动力的输出。

乐高玩具齿轮组合教程(共15张PPT)

第14页，共15页。
6．凸轮：指一个非圆形的转动的轮子，用来反复推
动与它相接触的物体。
第15页，共15页。
3．蜗杆传动：通常以蜗杆为原动件作减速传动。当其反行程不自锁时，也可以用蜗轮为原动件作增速运动。可以将两轴的旋转方向改变90度，也可以在蜗杆上获得直线运动。
第11页，共15页。
4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线运动。
第12页，共15页。
4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线运动。
设计要求： 1、使用不同大小、类型的齿轮来搭建组合装置。
2、了解齿轮间的传动比例和转动方向。 3、了解主动轮与从动轮之间的关系。 4、了解棘轮棘爪的作用。
制作要求：
可参考搭建图，各小组制作设计的齿轮装置尽量不同。
第5页，共15页。
参考模型
第6页，共15页。
齿轮组合
第7页，共15页。
1．圆柱齿轮传动：用于成对齿轮，轴平行。用手动
乐高玩具齿轮组合教程
第1页，共15页。
优选乐高玩具齿轮组合教程
第2页，共15页。
阅读与思考
想一想你见过的齿轮传动装置有哪些？你能说出这些齿轮的名称吗？让我们一起来了解一下常见齿轮的相关知识。
第3页，共15页。
齿轮：轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。
第4页，共15页。
设计与制作
第13页，共15页。
5．棘轮与棘爪：棘轮是带有棘爪的齿轮，棘爪是
位于齿轮的齿之间的块ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用来防止齿轮逆转。
为使两齿轮同向旋转，可在两齿轮中间增加惰齿轮。 5．棘轮与棘爪：棘轮是带有棘爪的齿轮，棘爪是位于齿轮的齿之间的块，用来防止齿轮逆转。 4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线运动。 4、了解棘轮棘爪的作用。想一想你见过的齿轮传动装置有哪些？你能说出这些齿轮的名称吗？让我们一起来了解一下常见齿轮的相关知识。可以将两轴的旋转方向改变90度，也可以在蜗杆上获得直线运动。为使两齿轮同向旋转，可在两齿轮中间增加惰齿轮。想一想你见过的齿轮传动装置有哪些？你能说出这些齿轮的名称吗？让我们一起来了解一下常见齿轮的相关知识。齿轮：轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。想一想你见过的齿轮传动装置有哪些？你能说出这些齿轮的名称吗？让我们一起来了解一下常见齿轮的相关知识。 4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线运动。 2．圆锥齿轮传动：适用于成对齿轮，可以将两轴的旋转方向改变90度。为使两齿轮同向旋转，可在两齿轮中间增加惰齿轮。优选乐高玩具齿轮组合教程 5．棘轮与棘爪：棘轮是带有棘爪的齿轮，棘爪是位于齿轮的齿之间的块，用来防止齿轮逆转。当其反行程不自锁时，也可以用蜗轮为原动件作增速运动。优选乐高玩具齿轮组合教程 2．圆锥齿轮传动：适用于成对齿轮，可以将两轴的旋转方向改变90度。

乐高齿轮详解

另外，原文中引用的一些连接在译文中也有体现，但引文中的内容无力一一翻译，欢迎有兴趣的玩家接力。

转载本译文请注明出处及译者，本人不同意任何商业用途的转载或发表。

本文作于2010年2月19日。

当我描述我的作品或点子，以及它们的功能时，我假设本文的读者应当具备基础的机械及齿轮运行知识。

基于此，我准备了这个教程，覆盖了我所有关于齿轮的认知并且尝试用菜鸟的认知角度去描述。

我希望这个教程可以同时帮到初学者和有经验的乐高玩家，为更加清晰我会分两部分来分别描述。

这是对的，但并不全面。

齿轮的最终目的是将发动机的特点通过最佳方式改造成我们想要的样子。

乐高机器人—齿轮篇

乐高机械人---活动篇简介灵巧的思维培养出了许很多多的机械人,活动使创造物获得了性命,带来无穷的乐趣,同时也对本身的创造力进行了挑衅.大多半运念头器人都属于轮子型与腿型机械人.固然轮子在滑腻的概况很有用,但是在凹凸不服的地面上活动,腿供给了更有力的方法.底盘构造是为了凸起显示它们的传动体系和衔接情形,是以,在实际搭建中还需对此构造加固.简略的差动装配机械人具有很多长处（尤其具有简略性）,至少在乐高的可移念头器人中经常运用到此构造.差动装配由机械人双方两个平行的驱动轮构成,单独供给动力,别的有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量其实不是没有感化（图8.1）.留意我们称这个装配为差动装配是因为机械人的活动矢量是由两个自力部件产生的（它与差速齿轮没有关系,此装配上没有运用差速齿轮）.当两个驱动轮以雷同偏向.雷同速度迁移转变时,机械人作直线活动.假如两个轮子迁移转变速度雷同,但偏向相反时,机械人会绕着衔接两轮线段的中间点扭转.依据轮子不合的转向,表8.1列出了机械人的不合活动状况.表8.1 轮子不合的扭转偏向产生不合的活动状况组合不合偏向和速度,机械人可以做随意率性半径的扭转.因为它的灵巧性.及原地扭转的功能成为很多工程的教授教养器具.别的,因为它很轻易实现,所以乐高有一半以上的运念头器人属于此构造.假如你想跟踪机械人的地位,那差动装配又是比较好的选择,仅仅须要简略的数学常识.这种构造只有一种弊病：它不克不及包管机械人笔挺的活动,因为两个马达的功能总有不同,一个轮子会比别的一个轮子迁移转变的快一点,是以使得机械人略微偏左或偏右.在某些运用中这中情形不会有问题,可以经由过程编程来防止,比方使机械人沿线走或在迷宫中查找路线行走,但是让机械人在旷地上走直线生怕不成.直线活动运用简略差动装配有很多办法可以保持直线行走,最轻便的方法是选择两个速度邻近的马达.假如你有两个以上的马达,尽量找两个速度最匹配的马达,这种方法也不克不及确保机械人走直线,但至少能减小走偏的情形.另一种简略的办法是经由过程软件调剂速度.在第3章介绍进程序能控制每个马达的速度,在程序中选择最有用的能量等级直到合适为止,这种办法的问题在于机械人负载产生变更,两马达速度需从新调剂.运用传感器让机械人直线活动让机械人直线活动的一种更有后果的办法是在体系中参加反馈装配.从而,依据外界的变更,运用传感器来控制和调剂每一个马达的速度,这也是实际生涯中大多半差动装配所具有的的构造.可认为每一个驱动轮附加计转器（测量轮子扭转次数）装配,以便在软件中控制马达功抵偿两轮间的转速差.乐高角度传感器在此运用中可以作为首选.在每一个轮子上装配一个角度传感器并测量计数的不同,然后停滞或下降较快的轮子以保持两个传感器的计数雷同.同时还可以运用在第四章中介绍的办法.运用同样的传感器来探测障碍物,假如马达启动但轮子不转,可揣摸机械人被某物卡住了.别的你也可运用角度传感器实现准确角度定位.最后,角度传感器供给了最根本功能：运用odometry技巧让机械人盘算出本身的地位.运用齿轮让机械人直线活动假如你只有一个角度传感器,可以运用驱动轮之间的速度差代替轮子的实际转速,差速齿轮,你能运用它加或减.假如差动齿轮与驱动齿轮连在一路,它会把传动方法传递给另一个齿轮.当轮子以同速迁移转变时差动齿轮将停滞迁移转变.假如两轮的速度有任何的不同,差动齿轮的迁移转变和它的偏向将告诉你哪一个轮子转速快.如图8.2所示的构造,即使你没有角度传感器,也建议你搭建这种构造,因为此构造具有指点感化.我们省略了马达和其他加固梁以保持图片尽可能清晰,搭建时要加二个马达.右边传动链的感化是变换与差速齿轮合营轴的转向,同时保持原始的传动比不变.衔接在差速齿轮上的角度传感器用于检测差动齿轮是否迁移转变.一个更根本办法是你在须要走直线时,同时锁住两个轮子,此体系异常有用的使你的机械人走直线.它须要第三只马达来控制制动体系,同时也须要附加传动体系简化制动构造.图8.3展现了具有特别部件制念头构的示例：暗灰色带聚散器16齿齿轮,传动驱动环和传动改变钩,这种特别的齿轮,用圆形洞代替了通俗的十字型洞,使得它可以或许在轴上自由迁移转变,驱动环将被装配在轴上.当你把驱动环与齿轮套在一路时（运用改变钩）齿轮与轴连在一路了.你也可运用图8.2展现的构造,用马达代替角度传感器,回想第四章马达能当作制动器运用：在马达封闭状况,会阻拦活动,在float状况马达仍无动力,但可以自由迁移转变.是以不要给马达供给动力,把它当作制动器来制动差速齿.在封闭状况下制动马达,差速齿很难迁移转变,从而使你的机械人沿直线进步,另一方面float状况运用马达,差速齿迁移转变,机械人可以或许转弯,表8.2介绍了一些可行的组合.当阁下马达以不合的偏向运行时,差动齿轮锁马达必须处于float状况图8.4带16齿齿轮聚散器,传动把持环,传动改变钩斟酌到马达在浮动状况下时也消失侧重大的机械阻力,所以机械人将不克不及快速转弯,驱动马达在转弯时将负荷更大的重力.运用小角轮走直线小角轮是差动装配腻滑移动和转弯的又一个症结身分,平日我们会疏忽这一点,LEGO Constructopedia提出图8.5所示的小角轮构造,但是小角轮设计上还消失着欠缺,它在一根轴上运用了两个轮子,在第二章中你已经知道此构造的轮子不克不及自力迁移转变.按照图表搭建此构造,试着让它转一个急弯,它的后果不是很好,为什么？事实上,除非你使个中的一个轮子打滑,不然它就不克不及迁移转变.图8.5 小角轮构造图8.6中的小角轮的构造有了必定的改良,左边的构造运用了单轮完全防止了问题的消失.右边的构造更靠得住,它运用了两个自由轮许可小轮在原地转弯防止了磨擦与打滑的问题,两种构造的差别在轮轴.在左边构造中,轴与轮子同时扭转,而在右边的构造中,轮在轴上迁移转变.图8.6 防止打滑的角轮选择运用一个或更多角轮要依据机械人的功能,独角轮实用于多种场合,而双角轮安顿在机械人的前方或后面是保持稳固性的好办法.在一些场合,当在腻滑的概况上控制重量轻,构造简略的机械人可以用圆形垫块或其它与接触面磨擦力很小的部件替代独角轮（图8.7）.图8.7 圆形垫块搭建双差动装配双差动装配是对简略差念头构的一个改良构造,重要从机械构造上解决走直线的问题,并运用了两个马达(参考图8.8).它的传动链有些庞杂,依附差动齿轮-运用两个更准确.双差动装配是差动齿轮的别的一种用法,平日轮子是衔接在从差动齿轮延长出来的轴上,然而在此构造中,轮子经由过程齿轮衔接在差动齿轮的外齿.在第四章中我们阐述了差动齿轮可以或许在机械上对两个自力的活动作加或减法运算,为了实现这个办法,用差动齿上延长的轴作为输入,且差动齿轮本身将依据差动齿轮内部的代数和来活动（两个活动偏向的代数叠加）.在此构造中,两个马达为两个差动齿轮供给动力,特色个中一个马达同向带动差动齿轮的输入轴.另一个马达以相反的偏向驱动第三根输入轴,要控制双差动装配,只需运用个中一个马达,让另一个马达封闭.在图8.9中所示的构造与图8.8中的构造雷同,只不过没有马达,当1号马达带动40齿齿轮A迁移转变时,2号马达使齿轮B保持静止,活动沿着虚线传递(由图示).两个差动装配同时迁移转变,机械人沿直线向前,另一方面,1号马达停滞,则齿轮停滞,当2号电机迁移转变,带动B将动力沿实在线传递.差动装配同速不合向扭转,成果是机械人在原地迁移转变.图 8.9 双差动装配剖面图平日不合时运用两个马达,一个马达用于走直线,另一个马达用于转弯,假如依据马达的偏向同时驱动两个马达也没紧要,因为两个差动齿个中一个会抵消两个相反的输入,保持静止,而别的一个差动齿对两个输入进行相加,从而使得速度进步一倍,此时,机械人绕着静止轮迁移转变.双差动装配一个异常好的特征是运用一个角度传感器就可以准确的检测机械人的活动类型.将传感器衔接到个中一个轮上,当机械人直线活动时,运用传感器来测量活动的距离,当机械人转弯时,用传感器测量偏向的改变量.当然我们仍要切记在机械构造有得必有掉,换句话说,这种具有独创性的构造有它的缺点.起首是它异常庞杂,我们展现了构造的平面图可以更轻易懂得它们的合营,然而你本身也可运用多种传念头构构建简略单纯的机械人(可能仍需一些齿轮或者是更少的),这种庞杂的传动装配导致产生了负面影响：磨擦力4搭建滑动转向装配滑动转向装配是差动装配的一种变更情势,通经常运用于履带式车辆,但有时也用于四个或六个轮子的情势.对于履带的车辆,独一的驱动设计就是滑动转向装配.在实际生涯中,挖土机和一些除草机是运用这种装配的最好例子.图8.10展现了一个简略的滑动转向装配,每一个履带都由单独马达供给能量,由一个8齿轮与一个24齿轮啮合,并衔接在履带轮上,履带前轮不需驱动.带轮滑动转向装配须要一个有用的装配,将动力传到所有的轮子上,不然机械人不克不及顺遂转弯或者不克不及转弯.图8.11中的模子每侧运用五个24齿轮啮合,它们像履带那样从每个马达那边获得动力,每一个轮轴用于装配齿轮,这些齿轮都被用于传递活动的惰性齿轮分隔,假如有足够的24齿齿轮,你可以组合成此构造,图片中的圆形轮胎由填补套装供给.图8.11 带轮滑动掌舵装配履带机械人搭建简略且动作有味,是以,很多乐高快活爱好者都采取此构造.与差动装配比较而言,当两条履带以同向运行机会械人向前行进,偏向或速度上有不同就会使机械人转弯,原地转弯也有可能实现.滑动转向装配也具有差动装配驱念头器人走直线所具有的缺点.最后总结滑动转向装配的特色：■在光滑的地面上履带与轮子比拟,履带更易控制然而它不太租用滑腻的概况■履带构造产生了更大的摩擦力消耗了马达供给的部分动力.■在运用机械人活动进行定位时,这种构造的机械人是不合适定位的,因为它们不克不及防止本身具有的缺点：产生滑动.搭建转向装配转向装配是用于各类车型的尺度构造,由两个前转向轮和两个固定后轮构成,它也实用在机械人身上运用.你可以驱动后轮或者前轮或者是四只轮子,运用乐高来实现这个办法异常简略,这也是为什么要介绍它的原因.尽管它比差动装配的通用性要差,并且不克不及在原地转弯或急转弯,但此构造也有很多长处：易实现沿直线行走,且在光滑路面上行走具有较高稳固性.当运用机械人根本套装搭建转向装配时,只有一个马达驱动轮子,因为你须要其它的装配迁移转变前轮,是以你的迁移转变装配须要有差念头构一半的动力,才干使你的机械人优越的沿直线行走.图8.12.8.13展现了二个简略的转向机构,除动作细节外,这两个模子具有雷同的构造特征.例如：后轮都是经由过程一只差动齿轮与驱动马达相连,在第二章中我们阐述过假如想让机械人转弯,就必须运用差动.帮助马达控制前轮控制机械人的行进偏向.留意我们运用了一只带子来驱动转向机构,主如果运用它的极限扭转来防止才能进程中毁伤机械构造或马达.你最好添加一只传感器侦测转向轮的地位,更好的控制机械人的偏向.当转向装配迁移转变时至少也要一只触动传感器.在转完后你可运用准时方法或传感器使机械人再变成先前的行进偏向.图8.12 转向装配办法与技能运用梯形转向机构（阿克曼转向机构）实际中运用转向机构的车都是依据梯形转向机构的道理进行设计的(阿克曼为此装配的开创人).我们在前面设计的转向轮迁移转变的角度雷同,但这个机构就不是如许的,在转弯时,内轮的转角比外轮的大.里面的轮子比外部的轮转弯急.在大半径的转弯中不同很小,可疏忽.在急转弯中此不同变得相当显著且轻易使内轮锁逝世.阿克曼转向机构在设计上抵偿了内轮转角的不同,是以解决了通俗转向机构的缺点.这个理论说清晰明了当从轮子延长的线交于一点时,车就能安稳的迁移转变并且始终环绕这一交点迁移转变(图8.14)图8.14 阿克曼转向机构：内部轮比外部轮转弯急运用乐高搭建建阿克慢构造是可行的,在14章将有对前轮驱动更进一步的解释.图8.12与8.13中两种模子都运用了齿轮齿条转向机构,一个8齿齿轮（小齿轮）与一个带齿的特别板（齿条）相啮合,它们不合之处是后一种我们运用了一种特别部件：三块1x10板,两个转向臂和两块滑腻平板.将这些组件设计成一个组合部件,创造出一种运用更简略单纯的运用在很多乐高工艺车.卡车模子上的转向装配.8.12模子只运用了机械人套装的根本部件,必须要运用2x8的板调换1*10板,用克己的去调换转向臂.此构造全部前面部分都是由梁搭建起来的,用于支撑轮子和转向机构,但平日还须要一个滑腻的概况用于齿条滑动.当你建好这个装配后,把轮子移到枢轴后面变成一个自定心转向机构（在很多情形下的一种显著的特征）.在图8.15中的a图,轮子装在枢轴下面,如许不会影响它的转向.假如轮子装在转向柱的后面,轮子摩擦引起车的动态向前活动从而推进轮子向后活动,产生自定心的动作.不雅察购物车的构造你就知轮子为什么装在中轴上,把轮子越往枢轴后面移动,如图 B.C,就越轻易产生自定心.不要把轮子装在枢轴的前面,如图d,会引起转向机构不稳固.事实上,轮子会向后走使你的车子天然转弯.本身搭建一个简略的底盘去摸索图8.15中各类构造的特征.转向装配十分实用于光滑的概况,因为它有四个轮胎异常安稳,你可以运用其它的办法改良此构造.别的重要一点是此构造没有一个驱动轮会长期离地,不然差念头构将会把所有动力传递到阻力最小的轮子上,成果导致轮子打转,使你的机械人变得不克不及活动.运用皮带与皮带轮把通俗附加轴与轮轴衔接在一路构成一个无滑差念头构可以或许大大削减上述的问题.皮带可以或许保持驱动轴以同速迁移转变,然后在转弯进程中它们会在皮带轮上产生打滑现象以便调剂轮子的速度.将一只轮子离开地面皮带也会将大部分能量传递到其它轮子上.图 8.16 无滑差念头构搭建一个三轮装配三轮装配由一个用于驱动和转弯的前轮及两个保持稳固的自力后轮构成（图8.17）.三轮驱动装配的奇特之处在：前轮既作为驱动又作为转向装配,使机械人的活动更灵巧.图8.17 三轮装配你也许认为把后轮作为驱动轮也会得到与前轮作为驱动轮雷同的成果,但是只有在必定转角内才一样.事实上,转向装配在转急弯时,你最终会发明一个情形：后轮不克不及再把动力转换成活动.这个装配的最大转角是当外轮可以沿着内轮画一个圆,另一方面,前驱动轮可以控制任何转角,甚至是前轮与后轮的活动偏向成垂直角度时.理论上,驱动轮可以转360度可以转向任何偏向,这意味着你可以搭建一个转位自由的机构（娱乐公园套装中有这种构造的例子）.我们图8.14中的例子,可以或许转360度,但是因为马达与RCX的衔接线使此机构只能转一个360度.在平凡运用中,转180度就可以或许活动自如.因为在180度到360等的规模等同与0度到180度向反向活动,换句话说：210度马达向前活动等同于30度(210度-180度=30度)马达向后转.你可用传感器侦测转向轮的方位.搭建同步驱动装配同步驱动装配运用三个或更多的轮子,他们都作为转向与驱动装配.它们同时迁移转变并保持一致,是以机械人改变活动偏向但不改变它的方位.运用乐高部件组建搭建同步驱动装配异常具有挑衅性,在几年以前有人测验测验但没有人可以或许成功完成.如今,障碍被攻破了,假如你上彀你能发明很多用乐高搭建的很不错的同步驱动装配.制造360度同步驱动装配并且防止任何迁移转变的极限,症结是沿着每一个轮子的枢轴传递活动.最简略的办法须要一个叫转盘的特别部件,运用于乐高模子中的扭转平台,支撑起重机或挖土机(图8.18)图8.18 乐高转盘你可以把轮子固定在转盘的一边,并且运用转盘中间的一根轴来驱动.在图8.19展现出一个实例,留意转盘被颠倒,因为轮子必须与转盘衔接在一路由外齿带动一路迁移转变,是以机械人将完全或向下凸起设计.我们想让我们的同步驱动装配不经由过程移动而原地改变偏向,为了实现这个办法,图8.19.8.20两装配类似,但不成交换,图8.19中的转盘的底部能顺遂迁移转变但图8.20不成以.这是因为图8.20中的轮没有与忠心轴衔接所以当它转向时,它只能移动一些距离.图8.19中的传动装配使得轮子以恰当的偏向迁移转变而8.20中的传动装配使轮子否决迁移转变,我们描写的是一个精致的差别.我们再次邀请你亲自着手搭建这两个构造并看一看它们如何工作的.图8.19 可行的轮胎同步驱动装配建造一个完全的同步驱动装配你至少须要三个上述的转盘然后把它们衔接在一升引一个马达同时驱动所有的轴然而其余的马达可以同时扭转所有的轴.图8.21你看到是四轮同步驱动装配的仰视图.留意我们用8齿的齿轮把转盘衔接起来,实现同时迁移转变.驱动任何一只8齿轮都邑使机械人改变偏向.图8.21一个完全的同步驱动装配（仰视图）图8.22是完全同步驱动装配的俯视图.40齿大齿轮经由过程四对斜齿轮驱动轮子,其他40-齿轮负责转弯,对一个完全的同步驱动装配,你必须加二个马达驱动A和B,可以运用8齿获得一个比较高的传动比.任何人都邑对同步驱动装配的动作会觉得惊奇,你也不破例,假如你想用它在房间查找障碍物,也不是很难,只需加一个缓冲装配.同步驱动装配中“前”和“后”的概念被淡化了,他能运用任何一面作为前面,是以你必须在所有面都加上缓冲器.在第四章你已懂得到,假如机械人有四面,没须要在在四面运用四个端口衔接四个传感器(RCX只有三个输入),你可以在雷同的端口连出四个触动传感器,运用并接的方法,任何一个传感器被按下,就会反馈给RCX一个“on“状况.或者只用一个单独的全方位的传感器（如图8.23所示）;触动传感器被正常封闭,然而任何时光打开后上面的轴将离开初始值(经由过程橡皮带保持)用管或轴把佻的机械人包起来把此环衔接到全方位传感器上就可以了.图8.22 完全同步驱动器(俯视图)其他构造我们的介绍并没有完全包含所有活动构造,有其它更多的好的奇特的类型：n 多自由角度车型简称(MDOF) MDOF车有三个或更多轮子或一组轮子,自力的转弯与驱动装配,想象同步驱动装配独轮在什么部位可以改变机械人速度和偏向,此机械人像差动装配装配装配或同步装配是经由过程软件控制它的构造.固然它们在搭建与控制上有很大的差别,但在运用上,对进修有利,且具有多用性,事实上他们活动其实不雷同n 联合装配与掌舵装配十分类似.它控制车的整体,前轮保持与底盘前部平行后面与前部雷同是以两部分经由过程一个联合点衔接在一路,此构造用于挖土机和其它构造的装备上.n 轮轴驱动装配由无心轴轮构成的底盘构成,中央带有一个可起落的平台,当平台升起时,机械人完全按照轮子的偏向直线活动.当转弯时,机械人停滞并下降平台直到轮子不再触到地面.此时扭转平台以改变偏向,然后再升起平台持续直线活动.n 三星轮装配这种装配实用于灵巧性高,各类地行的车辆.每一个“轮子”实际上是在极点带有轮子的等边三角形;小车总共运用12个轮子,每三个作为一个“轮子”.当轮子迁移转变并且三角形就似乎大轮子迁移转变一样.通例活动时,每个三角形的两个轮子触地,但当一个轮子碰着障碍物时,一个庞杂的传动体系传递活动给三角形构造,它能迁移转变并将它上面的轮子超出障碍物,固然很庞杂但很有味。

乐高玩具齿轮组合教程

乐高玩具齿轮组合教程一、齿轮的基本知识在开始组合之前，我们需要了解一些基本的齿轮知识。

1.齿轮是一个机械零件，可以传递转动运动和力量。

2.齿轮有两个主要的参数，分别是齿数和模数。

齿数表示齿轮上的齿的个数，模数表示齿轮的大小。

3.齿轮上的齿可以分为斜齿和直齿两种。

斜齿可以传递更大的力量，而直齿可以传递更快的速度。

二、齿轮的基本组合方式接下来，我将为大家介绍一些基本的齿轮组合方式。

1.同轴齿轮组合同轴齿轮组合是最简单的一种组合方式。

它由两个同样的齿轮组成，通过共享同一个轴传递转动运动。

这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量。

2.平行齿轮组合平行齿轮组合是指两个齿轮的轴平行，通过啮合传递转动运动。

这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量。

3.斜齿轮组合斜齿轮组合是指齿轮的轴不平行，通过斜齿的啮合传递转动运动。

这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量，并且还可以改变运动方向。

三、齿轮组合示例下面我将为大家介绍几个常见的齿轮组合示例。

1.同轴齿轮组合示例将两个同样大小的齿轮套在同一个轴上，让齿轮的齿对准，然后旋转其中一个齿轮，另一个齿轮也会跟着转动。

这样，我们就实现了同轴齿轮的组合。

2.平行齿轮组合示例将两个不同大小的齿轮套在平行的轴上，让齿轮的齿对准，然后旋转其中一个齿轮，另一个齿轮也会跟着转动。

这样，我们就实现了平行齿轮的组合。

通过改变齿轮的大小，我们可以改变转动速度和力量的比例。

3.斜齿轮组合示例将两个具有斜齿的齿轮套在轴上，让齿轮的斜齿啮合在一起，然后旋转其中一个齿轮，另一个齿轮也会跟着转动。

这样，我们就实现了斜齿轮的组合。

通过改变斜齿轮的齿数和齿形，我们可以改变转动速度和力量的比例，并且还可以改变运动的方向。

四、乐高齿轮组合的应用乐高齿轮可以用于制作各种机械装置和运动模型。

下面我将介绍一些常见的应用。

1.乐高拖拉机通过使用多个齿轮组合，我们可以制作出一个可以前后运动和转向的乐高拖拉机。

2.乐高手摇风车通过使用齿轮和摇杆的组合，我们可以制作出一个可以通过手摇旋转的乐高风车。