第五章 乐高搭建技巧

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1、第五章搭建技巧本章内容简介固定层模块最大化载重结构组装：底盘、模块、负载5.1简介前面介绍了马达与传感器，几何结构与传动装置，现在该将这些组件结合起来，搭建一些更复杂的东西。我们倡导制作机器人要有创意，所以，本书不介绍什么通用规则与风格指南，因为根本就没法介绍。本章将简要介绍一些搭建技巧，在你设计自己的机器人或机器人系统时可能会有所启发，5.2固定层我们在第一章中已经介绍过积木标准，水平与垂直梁之间的互锁是如何实现的，其顺序是：1根梁，2块板子，再一根梁，再2块板子……我们可以利用两根梁之间加一层板的方式，将两组梁

2、叠在一起，这样就可以得到一个很简单的底盘，如图5.1所示。虽然简单，但结构非常结实。这也证明了第1章介绍用垂直梁锁定水平梁的重要性了，如果拿走4个1x6要垂直梁，结构就很容易松散掉。图5.1一个简单的底盘我们不必将所有的梁都沿同一方向摆放，而将板子沿另一方向摆放。可能你需要两边都需要摆梁，如图5.2所示结构，即在中间使用了梁。图5.2梁与板子交叉摆放注意：请用黑色的销连接梁。因为黑销比灰色的销有更大摩擦力，与梁的孔配合更紧密。而灰色的锁子，适合于做可移动连接时使用，如杠杆与臂。有时，你想用某个部件在水平梁高度内固定层，可能

3、因为需要将板或梁嵌在水平梁上面或者下面。但垂直固定的梁可能会稍微超出水平梁结构上面或下面。此时，连接臂便显得非常有用，如图5.3所示的三个例子。连接臂a:两个1x5的连接板及两个标准单位的黑色锁子连接臂b:1个1x5的连接板及0.75标准的灰色锁子连接臂c:两个1x3的连接板及一端有轴的锁子注意：让每个乐高积木都有一个名字并不是件容易的事，一些人将连接板称为半梁，因为它只有梁的高度的一半。因此，我们选择了被大多数人接受的术语：请参考LUGNETLEGO组件表（附录A中有该网站的网址）。图5.3使用liftarm固定梁尽管我

4、们强调固定梁的重要性，但我们也要用最少的部件搭出稳定的结构。如果需要固定的水平梁比较短，用一根垂直梁就可以固定。图5.4a所示的结构就比b所示的结构好，因为相对来说，a结构经b结构使用组件少，重量更轻。实际上，在设计机器人时，重量是必须考虑的一个重要因素，尤其是在设计可移动机器人时，由于物体自身的惯性及马达的轴所能承受的摩擦力等多种原因，重量的增大，将导致机器人性能的降低。图5.4一根垂直的梁就足可以完成固定作用。技巧与提示：什么是惯性？物理学上，惯性即物体所要保持原有的运动或静止状态的趋势：即原来静止的物体会倾向于保持静

5、止状态，原来运动的物体会努力保持运动的状态、速度及方向，这是所有物体的共性。但是我们看到，外界改变其原状态需要的条件不同，这主要取决于物体的质量（物质的量）。有一种现象可以很好地说明物体质量对其惯性的影响。大家都在商场购物的经历：购物车。购物车空着时，稍用些力，我们就很容易推动它或使它停下来，或改变其前进的方向。随着里面放的货物越来越多，改变它的状态需要费的力气就会变大。这是什么原因呢？原来，物体质量增加，其惯性也随着增加了。同样，你的机器人质量越大，加速或制动时需要马达提供的力量就越大。