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PVCBOT【Reducer-AN20】DIY--A型N20减速箱

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发表于 2014-1-18 10:36:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
  在模块化开发所涉及到的各个部分当中,动力模块属于比较重要的一个部分。机器人制作常用的动力器件主要就是带减速箱的电机,也就是减速电机。市面上有很多现成的减速电机,不过一般价格都比较高,为了降低制作成本,同时也是继续贯彻DIY的主题思想,在PVCBOT系列中我们提倡尽可能使用DIY的减速电机。接下来我们将介绍如何用PVC线槽材料来制作减速电机,毕竟既然叫PVCBOT,能用PVC线槽材料来DIY减速电机也理所当然,而且也更能突显PVC线槽材料的实用性。  
  首先介绍的是一款小型减速电机,其由减速箱和电机两个部分组成。其中减速箱是以PVC线槽材料做成基本结构,并使用了小型彩色塑料齿轮搭建减速齿轮组,按规则我们将其定义为A型减速箱;另外电机部分则使用小型的N20电机。这样整个减速电机的编号就是AN20,即代表基于A型减速箱和N20电机的减速电机。
  该减速电机具有体积小,启动电压低,动力足等特点,在后续多个PVCBOT仿生机器人制作项目中都会陆续采用其作为动力模块。


 



PVCBOT-Reducer-AN20_600.jpg


制作视频教程
注:视频中涉及到的各零部件的尺寸参数,请参见具体文字教程)





器材准备:

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制作过程:
外壳
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轴承槽
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齿轮组1
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齿轮组2
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轴承扣
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电机
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调试完善
  首先,给制作完成的减速电机通电测试一下。
  可以使用我们之前介绍的PVCBOT简易实验电源进行测试,把该实验电源的红黑香蕉插头分别插到“X2”红色和黑色香蕉插座上,即使用两节电池供电。把实验电源的两个鳄鱼夹分别夹到N20电机的两根电极上。
正常情况下,电机会高速转动,然后它再带动整个减速箱,最后可以看到长轴也会相对比较缓慢的转动。 

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    可以在尝试测试一下减速电机的电流。除了PVCBOT简易实验电源之外,还用到数字万用表。
 把数字万用表调到直流200mA档,实验电源的黑色鳄鱼夹夹住万用表的黑色表笔,实验电源的红色鳄鱼夹和万用表的红色表笔分别接N20电机的两根电极。
这个时候可以看到电机会转动,并且万用表有读数(电机的耗电电流)
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    如图所示用手扭动电机支架的角度,改变电机的主轴齿轮与冠齿之间的咬合程度,再按照上面的电路连接方法,会发现万用表的读数会变化比较大。
    尝试多次调整电机支架的角度,使得万用表的读数尽可能的小,并且减速箱齿轮转动不会出现打滑的情况。这样最终调整的减速电机是最省电且效率最高的。
    提示判断电流读数大小的标准是什么?可以扭动电机支架,让电机的主轴齿轮脱离冠齿空转,测出的电流为电机的空载电流(没有接负载时的电流);而让电机带动减速箱转动时的电流,越靠近这个空载电流就越好的。
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       以上确定好电机的最佳安装角度和位置之后,需要把电机固定起来。
  这里推荐用热熔胶进行固定。
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  在电机外壳与电机支架之间涂上热熔胶,把电机和支架固定住。
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电机支架的螺丝、螺母与减速箱外壳之间也涂上热熔胶,把直接与减速箱也固定住。
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完整的减速电机到此就制作好了。
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项目总结:

  当前的减速电机看起来有点复杂,实际制作起来却并不难,只要多一点细心和耐心就可以了。而且作为PVCBOT仿生机器人项目的主要动力模块,当前减速电机的质量很大程度上决定了整个机器人的效果和性能,所以还是希望大家能够把制作减速箱当作一个必需掌握的基础技能来对待。





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发表于 2014-1-18 16:04:17 | 显示全部楼层
可怜连pvc都找不到!
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发表于 2014-1-18 16:47:48 | 显示全部楼层
背景音乐不错,听得好舒服
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发表于 2014-1-18 19:38:07 | 显示全部楼层

齿轮都是套件
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发表于 2014-1-20 10:51:18 | 显示全部楼层
5档变速就更好了
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发表于 2014-1-21 08:21:20 | 显示全部楼层
我也正想做一个呢。看到了很受启发。谢谢!
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发表于 2014-4-12 12:36:21 | 显示全部楼层
我想做个增速的,用大齿轮带动小齿轮不转,用小齿轮带大齿轮转的很快,这是什么原因?请指教
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发表于 2014-5-4 15:56:27 | 显示全部楼层
木有材料哎
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发表于 2014-5-4 15:56:38 | 显示全部楼层
木有材料哎
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 楼主| 发表于 2014-5-8 10:29:34 | 显示全部楼层

材料指的是PVC线槽吗?家里装修用的那种电线线槽,一般的五金店都有售的。
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 楼主| 发表于 2014-5-8 10:31:25 | 显示全部楼层

那就搞汽车了。
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 楼主| 发表于 2014-5-8 10:58:46 | 显示全部楼层
奇思妙想 发表于 2014-4-12 12:36
我想做个增速的,用大齿轮带动小齿轮不转,用小齿轮带大齿轮转的很快,这是什么原因?请指教

无论是减速传动还是增速传动,都遵循一个原理: 扭矩1*转速1=扭矩2*转速2

所谓扭矩,可以简单理解为转动的力量,也就是说:
1、当减速传动时(小齿轮带动大齿轮),“转速高、力量小“可以变为”转速低、力量大“,也就说要求输入的力量小,普通的电机本身就是转速高但力量小(用手捏转轴都可以停下来),正好可以用在减速传动上。
2、当增速传动时(大齿轮带动小齿轮),”转速低、力量大“可以变为“转速高、力量小“,也就是说要求输入的力量大,普通电机的力量根本就带动不起来

所以,对于增速传动,都不会用在普通电机上的,多用在比如手摇发电机、风力发电机、水利发电机等上面,就是说虽然输入的转速小,但是力量很大,而发电机需要高速转,所以要增速才能发电

其实你可以试试,如果是小齿轮带动大齿轮,你用手可以很容易拨动小齿轮这边转动起来;而如果是大齿轮带动小齿轮,你用手拨大齿轮转动的时候都会有点吃力。

或者说这个帖子中介绍的变速箱,用手拨动电机这端的小齿轮,很容易;而用手拨动最后输出端那个齿轮,即基本就拨不动了。
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