在模塊化開發所涉及到的各個部分當中,動力模塊屬于比較重要的一個部分。機器人制作常用的動力器件主要就是帶減速箱的電機,也就是減速電機。市面上有很多現成的減速電機,不過一般價格都比較高,為了降低制作成本,同時也是繼續貫徹DIY的主題思想,在PVCBOT系列中我們提倡盡可能使用DIY的減速電機。接下來我們將介紹如何用PVC線槽材料來制作減速電機,畢竟既然叫PVCBOT,能用PVC線槽材料來DIY減速電機也理所當然,而且也更能突顯PVC線槽材料的實用性。
首先介紹的是一款小型減速電機,其由減速箱和電機兩個部分組成。其中減速箱是以PVC線槽材料做成基本結構,并使用了小型彩色塑料齒輪搭建減速齒輪組,按規則我們將其定義為A型減速箱;另外電機部分則使用小型的N20電機。這樣整個減速電機的編號就是AN20,即代表基于A型減速箱和N20電機的減速電機。
該減速電機具有體積小,啟動電壓低,動力足等特點,在后續多個PVCBOT仿生機器人制作項目中都會陸續采用其作為動力模塊。
器材準備:
制作過程:
外殼
軸承槽
齒輪組1
齒輪組2
軸承扣
電機
調試完善
首先,給制作完成的減速電機通電測試一下。
可以使用我們之前介紹的PVCBOT簡易實驗電源進行測試,把該實驗電源的紅黑香蕉插頭分別插到“X2”紅色和黑色香蕉插座上,即使用兩節電池供電。把實驗電源的兩個鱷魚夾分別夾到N20電機的兩根電極上。
正常情況下,電機會高速轉動,然后它再帶動整個減速箱,最后可以看到長軸也會相對比較緩慢的轉動。
可以在嘗試測試一下減速電機的電流。除了PVCBOT簡易實驗電源之外,還用到數字萬用表。
把數字萬用表調到直流200mA檔,實驗電源的黑色鱷魚夾夾住萬用表的黑色表筆,實驗電源的紅色鱷魚夾和萬用表的紅色表筆分別接N20電機的兩根電極。
這個時候可以看到電機會轉動,并且萬用表有讀數(電機的耗電電流)
如圖所示用手扭動電機支架的角度,改變電機的主軸齒輪與冠齒之間的咬合程度,再按照上面的電路連接方法,會發現萬用表的讀數會變化比較大。
嘗試多次調整電機支架的角度,使得萬用表的讀數盡可能的小,并且減速箱齒輪轉動不會出現打滑的情況。這樣最終調整的減速電機是最省電且效率最高的。
提示:判斷電流讀數大小的標準是什么?可以扭動電機支架,讓電機的主軸齒輪脫離冠齒空轉,測出的電流為電機的空載電流(沒有接負載時的電流);而讓電機帶動減速箱轉動時的電流,越靠近這個空載電流就越好的。
以上確定好電機的最佳安裝角度和位置之后,需要把電機固定起來。
這里推薦用熱熔膠進行固定。
在電機外殼與電機支架之間涂上熱熔膠,把電機和支架固定住。
電機支架的螺絲、螺母與減速箱外殼之間也涂上熱熔膠,把直接與減速箱也固定住。
完整的減速電機到此就制作好了。
項目總結:
當前的減速電機看起來有點復雜,實際制作起來卻并不難,只要多一點細心和耐心就可以了。而且作為PVCBOT仿生機器人項目的主要動力模塊,當前減速電機的質量很大程度上決定了整個機器人的效果和性能,所以還是希望大家能夠把制作減速箱當作一個必需掌握的基礎技能來對待。
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