Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

Обсуждение статей, размещенных на сайте.
Ответить
Автор
Сообщение
rm8
Обозреватель
Сообщения: 746
Контактная информация:

Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#1 Сообщение rm8 » Ср май 15, 2013 6:54 pm

ptext
С появлением в 2007 году электрической системы LEGO Power Functions открылись новые интересные возможности для конструкторов, в частности моделей LEGO Technic:
  1. Моторизация
  2. Освещение
  3. Дистанционное управление
Наиболее важным и сложным на мой взгляд всегда является вопрос моторизации.
Изображение
Ввиду множества существующих моторов всегда возникает вопрос: какой мотор выбрать для той или иной функции модели? Но недостаточно правильно выбрать мотор - не менее важно правильно его применить, а именно:
  1. определить необходимую скорость и крутящий момент вала в конечном месте приложения усилия (вращение колес/рулевая система/поворот башни или подъем стрелы крана и т.д.)
  2. правильно выбрать место расположения моторов в модели
  3. надежно закрепить моторы
  4. грамотно построить трансмиссию
Под трансмиссией понимается совокупность закрепленных шестерней, осей и прочих элементов для передачи крутящего момента от мотора к конечной точке моторизации. Более подробно я расскажу об этом отдельно. Отмечу лишь, что при неправильном планировании трансмиссии у модели будет низкий КПД и будут подвержены избыточной нагрузке отдельные элементы, что в конечном счете может привести к усиленному износу и даже поломке деталей трансмиссии.

На сегодняшний день линейка LEGO PF моторов представлена 4-мя моторами: L, M, XL, Servo. Дополнительно я включил в обзор скоростной 9V Race Buggy мотор, который не имеет аналогов в системе PF 2007 года. К сожалению, он уже не производится и не применяется в современных наборах, однако его можно купить б/у в достаточно хорошем состоянии.


8883 M (Medium) Motor. Средний мотор


Изображение

Технические характеристики:
  • Мощность - 1,15 ватт
  • Крутящий момент при частичной* нагрузке - 5,5 Н·см
  • Максимальное потребление тока - 0,85 A
  • Минимальное потребление тока (без нагрузки) - 0,065 А
  • Вес - 31 г
  • Провод - четырех-жильный, 20 см
  • Размеры - 3x3x6
  • Интерфейс - Lego Technic, Lego System
  • Система: Power functions (PF)
  • Мотор с невысокой мощностью. Широко распространен в наборах LEGO Technic.
* нагрузка, при которой обороты падают в два раза от максимума.

Рекомендую использовать для рулевых систем, лебедок, пневмокомпрессоров, моторизации актуаторов, а также различных переключателей: коробок передач, пневмоклапанов и т.д. Применение возможно практически везде, где не требуется высокая мощность (высокая скорость и высокий крутящий момент одновременно). Поэтому для движения моделей данный мотор подходит плохо ввиду маленькой мощности.

Тем не менее, его можно использовать для движения моделей в следующих случаях:

- небольшие легкие модели;

- с понижающей передачей. Крутящий момент тем самым повысится, однако сильно снизится скорость;

- модели с несколькими М моторами для движения, например, по мотору на ось для полного привода или два мотора на ось - задний привод. Можно больше моторов, однако не целесообразно, так как проще установить более мощный мотор (L, XL) сэкономив при этом вес и свободное место.

Отличительной особенностью данного мотора является возможность его крепления к System-элементам за счет площадки размером 2x6 снизу.

При использовании в рулевой системе почти всегда необходимо делать понижающий редуктор для большего усилия и точного поворота колес. В своих моделях с небольшой скоростью движения я использую понижение как минимум 8:24 + 12:20. При этом использую белую clutch gear 24 шестерню с проскальзыванием для защиты рулевой от поломки в крайних. Также мотор хорошо подходит для рулевых систем с автовозвратом (возврат колес в центральное положение) с использованием резинок или других конструкций. В этом случае понижающий редуктор не требуется.

Мотор хорошо подходит для прямого подключения к линейным актуаторам практически для всех случаев применения.

К ИК-ресиверу можно подключать до 4-х M-моторов, к одному выходу ресивера до 2-х моторов. ВНИМАНИЕ: для использования 2-х моторов от одного выхода ИК-ресивера необходимо использовать ресивер старой версии, НЕ v2!

88003 L (Large) Motor. Большой мотор


Изображение
Технические характеристики:
  • Мощность - 2,14 ватт
  • Скорость вращения без нагрузки - 390 об/мин
  • Крутящий момент при частичной нагрузке - 10,5 Н·см
  • Максимальное потребление тока - 1,3 A
  • Минимальное потребление тока (без нагрузки) - 0,12 А
  • Вес - 42 г
  • Размеры - 3x4x7
  • Интерфейс - Lego Technic
  • Система: Power functions (PF)
Большой мотор впервые появился в наборе [9398]. Мотор универсален: обладает высокой скоростью вращения (почти как у М мотора) и достаточным крутящим моментом для движения модели. Преимущество использования данного мотора в качестве движущего - быстрый, легкий, компактный и не "рвет" трансмиссию (как XL). Может использоваться на скоростных машинах, моделях с моно/полным приводом и триальных моделях (не менее 2х моторов). При понижении редуктором итоговый крутящий момент в месте приложения будет немногим меньше, чем от XL-мотора при равной скорости. Рекомендую для наибольшей мощности использовать по два мотора одновременно - размеры мотора в большинстве случае это допускают (в отличие от громоздкого и неудобного XL).

L-Мотор может использоваться везде, где мощности М-мотора недостаточно - в рулевых системах, строительной технике и т.д.

Из прочих преимуществ мотора - наличие множества крепежных отверстий.

В ближайшее время мотор будет активно использоваться компанией LEGO в новых техник наборах, замещая M-мотор (например, набор 2013 года - [42009] Mobile Crane Mk II).

Недостаток, на мой взгляд, один: несмотря на заявленную ширину 4 дырки, на практике он занимает в конструкции все 5 дырок, что не всегда удобно.


8882 XL (Extra large) Motor. Экстра-большой мотор


Изображение

Технические характеристики:
  • Мощность - 2,65 ватт
  • Скорость вращения без нагрузки - 220 об/мин
  • Крутящий момент при частичной нагрузке - 23 Н·см
  • Максимальное потребление тока - 1,8 A
  • Минимальное потребление тока (без нагрузки) - 0,08 А
  • Вес - 69 г
  • Размеры - 5x5x6
  • Интерфейс - Lego Technic
  • Система: Power functions (PF)
Мотор с высокой мощностью. У него невысокая скорость вращения вала, при этом огромный крутящий момент. Отлично подходит для полноприводных внедорожников, грузовиков и триальных машин с медленной скоростью передвижения и потребностью в большом крутящем моменте.

Официально мотор применялся в трех наборах: [8275], [4958] и [8258]. Возможно, отказ от его дальнейшего применения в официальных наборах - отзывы потребителей о сломаных деталях. Это мое предположение. Надеюсь, мы еще увидим его в действии. В противном случае, мотор в ближайшем будущем рискует стать дорогим раритетом, как 9V Race Buggy мотор.

ВНИМАНИЕ: В руках неопытного строителя мотор часто приводит к сломанным шестерням, карданам и скрученным осям! При постройке модели необходим делать особо прочную трансмиссию для передачи высокого крутящего момента от мотора к колесам. Желательно ставить мотор максимально близко к оси исключая множество осей и передач, тем самым исключая риски поломок и повышая надежность в экстремальных нагрузках.

Постройка скоростных моделей с данным мотором затруднительна и неэффективна ввиду невысокой скорости вращения вала. Повышение скорости вращения за счет повышающего редуктора приводит к потерям крутящего момента.

Кроме движения моделей ([8275] и [4958]), мотор также подходит для второстепенных функций - там где нужна высокая мощность (как в [8258]), или где нет возможности поставить М мотор с понижающим редуктором.

Недостатками данного мотора являются его большие размеры и вес.

В машинах среднего размера используют 1 мотор. В тяжелых и мощных моделях - 2 и больше.


9V Race Buggy Motor. Багги мотор.


Изображение

Технические характеристики:
  • Мощность - 4,96 ватт
  • Скорость вращения без нагрузки: внешний выход - 1240 об/мин, внутренний выход - 1700 об/мин
  • Крутящий момент при частичной нагрузке: внешний выход - 7,7 Н·см, внутренний выход - 5,69 Н·см
  • Максимальное потребление тока - 3,2 A
  • Минимальное потребление тока (без нагрузки) - 0,16 А
  • Вес - 55 г
  • Размеры - 5x5x10
  • Интерфейс - Lego Technic
  • Система: 9V
Самый мощный лего-мотор. В настоящий момент не выпускается. Высокая скорость вращения вала, при этом достаточный крутящий момент. Отлично подходит для легких и средних скоростных машин. При использовании редуктора можно использовать в триальных моделях.

Мотор использовался в линейке наборов Racers ([8475], [8366], [8376]), Technic ([8421], [8287]) в 2002-2006 гг. Сейчас не выпускается. Можно найти "б/у" в хорошем состоянии.

Имеет два сквозных выхода с разной скоростью вращения.

ВНИМАНИЕ: мотор необходимо использовать с PF ИК-приемниками версии 2 (v2, от набора [9398]), так как приемники старых версий не дают мотору выйти на полную мощность и при малейшей нагрузке на вал включают защиту от перегрузки. Кроме того, мотор можно использовать с блоком радиоуправления (уже не выпускается) от набора [8475], который рассчитан на работу с двумя моторами одновременно.

ВНИМАНИЕ: Для подключения к системе Power Functions, ввиду разных коннекторов, необходим переходник-удлинитель 9V-PF 20 см (продается отдельно).

Данный мотор мощнее, чем XL. В триальных моделях мотор позволяет ехать с более высокой скоростью. Легким скоростным моделям мотор позволяет достигать высоких скоростей (до 10 км/ч). Кроме того, возможна постройка легких дрифт-моделей.

Ввиду высокого потребления, к одному v2 ИК-приемнику можно подключить 1 багги мотор (+ маломощный M- или серво- мотор для руления, при необходимости). Кроме того, для каждого багги мотора крайне желательно иметь отдельный батарейный блок.

Преимущества: высочайшая мощность и возможность использования в любых моделях.

Недостатками данного мотора являются его большие размеры и крайне неудобное крепление из за Г-образной формы мотора. Мотор потребляет много энергии.


88004 Servo Motor. Сервомотор.


Изображение
Технические характеристики:
  • Размеры мотора - 3х5х7. Имеется множество отверстий для крепления.
  • Интерфейс - Lego Technic
  • Система: Power functions (PF)
  • Скорость вращения мотора без нагрузки - 90 градусов за 0,25 сек, то есть колеса поворачиваются из центрального в крайнее положение за 0,25 сек. На практике скорость вращения сильно зависит от нагрузки.
Этот долгожданный мотор появился впервые в наборе [9398]. Мотор сделан для одной цели - поворот управляемых колес как на настоящих машинах. Он не совсем похож на традиционные сервомоторы радиоуправляемых моделей, однако в нем реализованы функции автовозврата и поворота колес на разные углы.

Вал мотора не вращается бесконечно, как на обычных моторах: он поворачивает на 90 градусов по часовой стрелке и на 90 градусов против часовой. Итого - 180 градусов. При этом при опускании рычага управления стандартного пульта (или нажатии на кнопку сброс/стоп пульта с плавной регулировкой) мотор возвращает вал в центральное положение (то есть колеса авто встают прямо). Помимо этого мотор позволяет устанавливать 7 различных углов поворота колес в каждую сторону: всего 14 позиций + центральная. Для этого необходим пульт с плавной регулировкой, как в наборах с поездами.

Мотор имеет передний и задний выходы соединенные вместе. Это позволяет легко реализовать поворот одновременно передней и задней осей.

Если мотор управляется обычным пультом с рычагами: при нажатии на рычаг мотор поворачивается на максимальный угол - 90 градусов.

При управлении мотором пультом с регулировкой скорости мотор будет поворачивать вал постепенно в соответствии с вращением колеса пульта.

ВАЖНО: при строительстве модели вал мотора должен быть выровнен по центру - 4 точки на моторе и оранжевом выходе вала должны лежать на одной линии. Для центровки нужно подключить мотор к любому выходу ИК-ресивера, подключенного к включенному батарейному блоку. В этом случае вы услышите кратковременный звук мотора - центровка произведена. Пульт при центровке трогать не нужно!

Мотор не очень подходит для очень скоростных машин (как правило, они на багги-моторах) ввиду относительно медленной скорости поворота вала. Пожалуй, это единственный недостаток. Пусть он вас не смущает - построить очень быструю машину не так-то просто. Если вы новичок - сервомотор значительно облегчит вам постройку модели. Модель с таким мотором легче управляется ввиду наличия автоцентровки колес, что очень важно, если играть моделью будет ребенок.

В заключение хочу представить вам наглядные сравнительные характеристики от Sariel. Скорость моторов указана "средняя рабочая", а не максимальная. Тем не менее вы можете сравнить и соотнести характеристики моторов между собой.
Изображение
При написании статьи использовались материалы сайтов lego.com, philohome.com и sariel.pl, а также личный опыт строительства.

Хороший FAQ по системе PF можно посмотреть тут.

Удачной моторизации!

Оригинал статьи размещен в блоге BrickGarage, группа ВКонтакте: Vk.com/technic_club
Изображение

Статья на сайте
Последний раз редактировалось rm8 Ср июл 10, 2013 3:38 pm, всего редактировалось 3 раза.
Причина: Updated in Drupal

desert752
Аватара пользователя
Сообщения: 414

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#2 Сообщение desert752 » Ср май 15, 2013 9:24 pm

Спасибо за отличную статью!
Думаю, она будет полезна не только начинающим, но и опытным строителям!

A-W
Аватара пользователя
Сообщения: 5339

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#3 Сообщение A-W » Чт май 16, 2013 12:03 am

rm8 писал(а):Официально мотор применялся в трех наборах: [8275], [4958] и [8258]. Возможно, отказ от его дальнейшего применения в официальных наборах - отзывы потребителей о сломаных деталях. Это мое предположение. Надеюсь, мы еще увидим его в действии. В противном случае, мотор в ближайшем будущем рискует стать дорогим раритетом, как 9V Race Buggy мотор.
Вот не соглашусь, моторизация [10194] осуществляется именно этим мотором.
А то что его нет в наборах, так всем известное ограничение 2 ХL мотора на блок питания, никто не отменял, как в [8275], переключаем каналы. Зато какая мощь, не сравнить с [8043].
И если бы его не покупали, его бы давно сняли с производства, а так весьма широко используется, в том числе и в Ж/Д... :1eye:

rm8
Обозреватель
Сообщения: 746
Контактная информация:

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#4 Сообщение rm8 » Чт май 16, 2013 8:38 am

A-W писал(а):
rm8 писал(а):Официально мотор применялся в трех наборах: [8275], [4958] и [8258]. Возможно, отказ от его дальнейшего применения в официальных наборах - отзывы потребителей о сломаных деталях. Это мое предположение. Надеюсь, мы еще увидим его в действии. В противном случае, мотор в ближайшем будущем рискует стать дорогим раритетом, как 9V Race Buggy мотор.
Вот не соглашусь, моторизация [10194] осуществляется именно этим мотором.
А то что его нет в наборах, так всем известное ограничение 2 ХL мотора на блок питания, никто не отменял, как в [8275], переключаем каналы. Зато какая мощь, не сравнить с [8043].
И если бы его не покупали, его бы давно сняли с производства, а так весьма широко используется, в том числе и в Ж/Д... :1eye:
:)
Emerald Night - исключительный случай неудачной моторизации такого прекрасного набора. Говорю, так как он меня есть. И все таки я говорю в первую очередь об изначально моторизированных наборах.

amidg4x4
Аватара пользователя
Сообщения: 1693
Награды: 3
Контактная информация:

Участник Фестиваля DoubleBrick Участник НТС Участник Truck Trial

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#5 Сообщение amidg4x4 » Пн июн 10, 2013 7:06 am

Мне, кажется, или все забыли про самый оборотистый PF-мотор, а именно про Е-мотор?..
1000 постов позади.. Клавиши не дымятся!

Real Ford Fan. Since 2009 (Trial/Rally модели):
Ford F-150 FX4 "Шериф"
Ford F-150 Sport "Ковбой"
Ford F-250 Harley Davidson
Ford F-150 Shelby Raptor
Ford F-350 2017 Декабрь 2017

rm8
Обозреватель
Сообщения: 746
Контактная информация:

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#6 Сообщение rm8 » Пн июн 10, 2013 8:49 am

amidg4x4 писал(а):Мне, кажется, или все забыли про самый оборотистый PF-мотор, а именно про Е-мотор?..
А какова его ценность в лего Technic - строительстве? :D

desert752
Аватара пользователя
Сообщения: 414

Re: Моторы LEGO и их применение в Technic-строительстве

#7 Сообщение desert752 » Чт июн 20, 2013 11:04 am

Случайно обнаружил неприятную штуку: если к приемнику v1 на каждый канал присоединить по серво-мотору, то работать будет только один - второй даже не инициализируется, видимо, тока не хватает (сначала испугался - думал, серва померла). надо будет проверить это на v2 приемнике...

Ответить

Вернуться в «Статьи»