MOC科技作品时,选择马达的心得 科技系列

做功冲程 2014-1-14 9794

最近做了几个大个的moc作品。刚开始发现,lego马达真是一个软肋。经过反复尝试和在 乐构英雄会内的交流。有所感悟:

要以作品需要的扭矩为标准,选择马达的种类和数量。


以前选择马达,是以转速为判断条件。慢的用xl,快的用L,再快用怪兽。现在感觉 这样对与质量较小的作品,没问题。质量大,扭矩大的作品,需要用另一种方法考虑。

马达 有 三个参数 是提高电流、电压、匹配不同的齿轮 都改变不了的事实:1,最高输出功率,2,最高转速;3,最大扭矩。

三个参数中,与lego的moc作品 最相关的 是 最大扭矩。(很少有作品 有机会 把马达的最高转速 发挥出来的。都是扭矩到头了,转速能有多大就是多大了。)如果保证了马达的 电压和电流,理论上 可以让马达 输出最大扭矩,这时转速几乎为0。

以怪兽 和 xl 为对比:
如下图:怪兽马达 最大 扭矩 14n.cm;xl 则有 40n.cm。 说明xl 适用的范围比怪兽 更大。如果moc作品需要的扭矩大于14n.cm,显然多大电流,怪兽也是转不动的,只有xl能胜任。而在14n.cm 以内,怪兽的转速 会远远高过xl,这也是怪兽的功率比xl大接近一倍的原因。

参看[url]http://www.philohome.com/motors/motorcomp.htm 各种马达的动力曲线。





再有:如果moc作品需要的扭矩超过40n.cm,说明单一马达是无法胜任,必须靠增加马达数量来解决。哪么如何判定moc作品的扭矩呢?
目前我只有靠用马达装车后实验,来推测了。

如果有专门研究 电机拖动的 朋友,欢迎一起讨论,分析。看如何找到最高效利用乐高马达 那可怜的功率吧。
最新回复 (20)
  • colorant 2014-1-14
    2
    [i=s] 本帖最后由 colorant 于 2014-1-14 16:37 编辑 [/i] 好吧,看来不成比例
  • 火鹰 2014-1-14
    3
    什么是怪兽马达?
  • colorant 2014-1-14
    4
    [i=s] 本帖最后由 colorant 于 2014-1-14 20:26 编辑 [/i] 其实我觉得这个表直接看极限结果不能说明问题,这取决于你的使用方式,这表里测量的应该是马达直接输出的扭矩,在极限值附近,自然是不成比例的,但是如果在齿轮背后,以怪兽马达为例,当转速是800转时,扭矩为6,变速到比如150转左右,扭矩在输出端就是36了, XL在扭矩为36时,转速只有不到40转左右,如果使用合理的传动比,在输出端,实际的扭矩怪兽马达是比XL远大的。其实只要看电流就知道了,电机本身的效率差不到哪里去,耗电大,显然功率要大。 所以当需要极限扭矩的时候,显然不能靠马达stall来提供,要靠变速箱,比如传动比变到1:10怪兽理论上有希望提供60的扭矩,还能保持80的转速,不考虑传动损耗的话,XL大概就只能龟速爬了

    换一个角度看,在表的中间部分,认为是电机的稳定输出区域吧,功率等比于扭矩乘以转速,怪兽的直接扭矩转速乘积在4000-5000之间,XL在1500-2500之间,合理的传动输出以后,谁能提供更大扭矩很显然了

    纯理论分析,当然大传动比实际构建可能纯在自身结构问题,体积限制,摩擦力等等,不过不需要大范围能调整得话,一两级传动做个1:10大概还是很容易做得到的
  • gumjum 2014-1-14
    5
    L主力军
  • erickou 2014-1-14
    6
    不明觉厉~
  • xingcunzhe4 2014-1-15
    7
    乐高的马达在产的就那么几种 搞的这么复杂···················
  • MOREFUN—7UP 2014-1-15
    8
    学习受用了~~~
  • gayu 2014-1-16
    9
    弱弱的问一句:那怎么样才知道作品所需要的扭矩值呢?
  • 做功冲程 2014-1-16
    10

     提示:您可以先修改部分代码再运行
    gayu 发表于 2014-1-16 13:15
    弱弱的问一句:那怎么样才知道作品所需要的扭矩值呢?
    目前的条件,还是 用马达 实验一下。马达直接驱动。不通过齿轮。
  • ruf 2014-1-17
    11
    [i=s] 本帖最后由 ruf 于 2014-1-17 15:33 编辑 [/i]
     提示:您可以先修改部分代码再运行
    colorant 发表于 2014-1-14 20:01
    其实我觉得这个表直接看极限结果不能说明问题,这取决于你的使用方式,这表里测量的应该是马达直接输出的扭 ...


    同意。扭矩是可以通过齿轮变速来放大的,比如8齿转40齿,理论上输出扭矩就增加了5倍。但是事实上因为LEGO受材料限制,在动力路径上的任何环节都不能经受太大的扭矩或者转速,所以实际在选取马达时限制还是很多的。除此之外限制还包括 重量、空间、电池放电能力 等等。L电机由于 能效比 和 重量/效率比 比XL都高,是我现在MOC轻型车辆的首选。

    个人观点。
  • liwenqi 2014-1-26
    12
    好文章!学习了~有时间可以好好研究下!
  • polinozs 2014-1-26
    13
    值得学习!{:4_181:}
  • 1111111111 2014-1-27
    14
    虽然有点看不懂,但楼主的精神还是要赞一下,刻苦钻研。
  • simatic_net 2014-1-28
    15
    怪兽马达就是牛,可惜太贵了。XL凑合用吧。希望以后有XXL电机。
  • 冷月冰海 2014-1-28
    16
    [quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=574750&ptid=31084][color=#999999]colorant 发表于 2014-1-14 20:01[/color][/url][/size] 其实我觉得这个表直接看极限结果不能说明问题,这取决于你的使用方式,这表里测量的应该是马达直接输出的扭 ...[/quote] 过多的减速机构会带来摩擦损耗的问题,目前很多MOC作品采用XL马达都是采用的直连的方案,尽可能简化,毕竟一次齿轮咬合可能就减少10%的输出功率,特别是在高负载高转速情况下,损耗更甚。另外,实践证明,XL马达适当减速后提供的攀爬里是优于5292马达极限减速的,这也是目前大型MOC中运用XL马达较多的原因(我唯一记得用5292作为大型MOC的是sariel的雪铁龙赛车,其他全是XL)。
  • shinme 2014-1-28
    17
    [quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=574750&ptid=31084][color=#999999]colorant 发表于 2014-1-14 20:01[/color][/url][/size] 其实我觉得这个表直接看极限结果不能说明问题,这取决于你的使用方式,这表里测量的应该是马达直接输出的扭 ...[/quote] 同意大大的說法。 不應直接跳過傳動帶來的扭力變更而做比較。 用乘積來比較功率是較合理的。
  • shinme 2014-1-28
    18
    [quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=579379&ptid=31084][color=#999999]冷月冰海 发表于 2014-1-28 15:27[/color][/url][/size] 过多的减速机构会带来摩擦损耗的问题,目前很多MOC作品采用XL马达都是采用的直连的方案,尽可能简化,毕 ...[/quote] 高負載是不能發生於高轉速的。 損耗最大的應是高轉情況而已。
  • simatic_net 2014-1-29
    19
    怪兽马达的停产可能就是由于乐高发现过高的速度会造成乐高零件的磨损。
  • zhlego 2014-2-11
    20
    [quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=579518&ptid=31084][color=#999999]simatic_net 发表于 2014-1-29 08:29[/color][/url][/size] 怪兽马达的停产可能就是由于乐高发现过高的速度会造成乐高零件的磨损。[/quote] 还有一个可能可就是怪兽马达是rcx接头,与现在的technic接头不匹配。
  • ybx4646008 2014-3-12
    21
    新人来学了……谢谢
返回
发新帖