【原创】利用差速轮的多PF合并输出技术(可 科技系列

captainworm 2011-8-21 7060

最近为了解决pf动力不足的问题研究了多种合并输出方案。 这是其中一种比较好看的。 利用1个差速轮,可以将两个pf的输出合并为一个,而且同时开启两个pf的总输出速度刚好等于只开一个PF的2倍。 利用这个原理,可以将任意个pf的输出合并为一个,并且可以通过遥控的方式实现遥控变速。 下面这个例子是一个20缸发动机,合并了3个PF-m,可以实现正负4级,共九级变速(包括不转)。
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最新回复 (66)
  • xinleiming 2011-8-21
    2
    坐下来再研究,20缸柴油机:sexy_girl
  • rock-7 2011-8-21
    3
    这个发动机太可怕了~~有LLD图没??
  • captainworm 2011-8-21
    4
    [QUOTE][rock-7]这个发动机太可怕了~~有LLD图没??[/QUOTE] 没啊,目前的lego cad 都不能很好的动,试了几次之后还是决定徒手来拼了。呵呵:gogo: 补一张图。
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  • 拒绝融化の冰 2011-8-21
    5
    看着很强大啊:)
  • lxy2009 2011-8-21
    6
    好强······:sweat:
  • gezh970202 2011-8-21
    7
    看着很可怕:sweat: :burn:
  • 布丁 2011-8-21
    8
    这个很强大
  • sky820923 2011-8-21
    9
    动手能力不错 最好有视频 看看效果 加精...
  • captainworm 2011-8-21
    10
    [QUOTE][sky820923]动手能力不错 最好有视频 看看效果 加精...[/QUOTE] 很不幸,这玩意儿已经被拆了。。。。。。 作为技术验证品,它的缺陷是输出轴强度不够,等改进型问世之后再放视频吧:) 。 目前正在等俺第二个8043补充些新肉,然后搞个利用这个技术的大家伙。
  • ajdken 2011-8-21
    11
    强悍啊,慢慢研究!
  • 拒绝融化的冰 2011-8-21
    12
    比车还大,汗。。。:cold:
  • star wars 2011-8-21
    13
    妈呀,第二个8043:sexy_girl
  • weinan1983 2011-8-21
    14
    顶!!!!!!!!!期待作品啊
  • weinan1983 2011-8-21
    15
    顶!!!!!!!!!期待作品啊
  • pandora008 2011-8-21
    16
    最好有视频;)
  • gezh970202 2011-8-21
    17
    第二个8043:sweat: 激起了我第二个8110的心
  • underredsky 2011-8-21
    18
    3个m电机 正负四级没明白
  • monday1127 2011-8-21
    19
    同上,我没明白这句话
  • mooncake 2011-8-21
    20
    外形很强大,但没看明白。
  • captainworm 2011-8-22
    21
    解释一下这个事情: 由于差速轮的特点,开一个pf的速度是A,开两个PF的速度是A+A,单开第三个的速度是2A。 这样,三个pf同时正向的速度是A+A+2A=4A,可以通过关闭某个pf减速,达到0、A、2A、3A、4A、-A、-2A、-3A、-4共九档速度,而这是可以通过遥控实现的。 因此俺下定决心入第二个8043,不然接收器不够使。。。 当然,用调速遥控也可以实现相同功能,不过那是另一种乐趣,:) [QUOTE][underredsky]3个m电机 正负四级没明白[/QUOTE]
  • dion_tang 2011-8-22
    22
    牛人(第二个8043),牛机器(图很牛,不过小人还是没看明白)
  • mansonq 2011-8-22
    23
    用这个衍生出去是否可以做出 DSG变速箱? 希望楼主出详细图解 我总觉得要是没有齿轮来变速的话只是扭矩增加没有增加转速 难道和罗宾老师的那个 会按照 扭矩切换转速的变速箱 设计有相似之处 还有就是差速齿不是用来消除速度差的么 , 怎么来提升速度 求详细图
  • mic88101 2011-8-22
    24
    再加一个换档的棍子,哈哈 :p
  • mic88101 2011-8-22
    25
    再加一个换档的棍子 :p
  • underredsky 2011-8-22
    26
    [QUOTE][captainworm]解释一下这个事情: 由于差速轮的特点,开一个pf的速度是A,开两个PF的速度是A+A,单开第三个的速度是2A。 这样,三个pf同时正向的速度是A+A+2A=4A,可以通过关闭某个pf减速,达到0、A、2A、3A、4A、-A、-2A、-3A、-4共九档速度,而这是可以通过遥控实现的。 因此俺下定决心入第二个8043,不然接收器不够使。。。 当然,用...[/QUOTE] 感谢解释,但我还是没明白:sweat: 可能下面两个问题您能给出更清晰的解释的话, 会让更多人理解: 1、第三个电机的相关结构看不见 2、哪个是输出轴,如果能在图中圈出来就更好了
  • captainworm 2011-8-22
    27
    以下面两个马达的合并输出为例解释一下呵呵 两个马达的输出路径是黄色的箭头,经过差速轮后合并输出,中间深灰色的齿轮是这两个马达合并的结果。 第三个马达的耦合方式是一样的。 传统差速轮的用法是一个输入,两个输出,输出可以不同步。倒过来用就是两个输入,一个输出,输入可以不同步。 核心思想就是这个。:) [QUOTE][underredsky]感谢解释,但我还是没明白:sweat: 可能下面两个问题您能给出更清晰的解释的话, 会让更多人理解: 1、第三个电机的相关结构看不见 2、哪个是输出轴,如果能在图中圈出来就更好了[/QUOTE]
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  • captainworm 2011-8-22
    28
    做这个主要目的是增加输出功率,扭矩没怎么考虑。。。 希望上面那个图能让大家看明白,呵呵,那天脑子一热就给拆了忘了拍视频:brick: [QUOTE][mansonq]用这个衍生出去是否可以做出 DSG变速箱? 希望楼主出详细图解 我总觉得要是没有齿轮来变速的话只是扭矩增加没有增加转速 难道和罗宾老师的那个 会按照 扭矩切换转速的变速箱 设计有相似之处 还有就是差速齿不是用来消除速度差的么 , 怎么来提升速度 求详细图[/QUOTE]
  • underredsky 2011-8-22
    29
    [QUOTE][captainworm]以下面两个马达的合并输出为例解释一下呵呵 两个马达的输出路径是黄色的箭头,经过差速轮后合并输出,中间深灰色的齿轮是这两个马达合并的结果。 第三个马达的耦合方式是一样的。 传统差速轮的用法是一个输入,两个输出,输出可以不同步。倒过来用就是两个输入,一个输出,输入可以不同步。 核心思想就是这个。:)[/QUOTE] 这个图很好,一下子就让我清晰了。 但是按照你的解释,那正常使用差速器时两个轮子的转速和 等于输入轴转速?
  • captainworm 2011-8-22
    30
    正常情况下,差速轮的转速等于每个轮子的转速,但是如果有一个轮不转,另一个速度就加倍。两个轮转的情况下全部功率被分配给每个轮子各一半,如果一个不转的话就会全部分配给另一个,结果就是转速加倍。 我就是把这个原理反过来用的:) [QUOTE][underredsky]这个图很好,一下子就让我清晰了。 但是按照你的解释,那正常使用差速器时两个轮子的转速和 等于输入轴转速?[/QUOTE]
  • underredsky 2011-8-22
    31
    只有一个差速器还不在手边 否则理解不会这么费劲:brick:
  • rx178 2011-8-22
    32
    是不是速度越快扭矩越大?
  • captainworm 2011-8-22
    33
    我是这么理解的: 转速和扭矩之间没必然关系。 通常提高扭矩的方法是用一个小齿轮带动一个大齿轮,两者差距越大扭矩提升越明显。 转速高了以后可以用更小的齿轮,去提高扭矩,而不会导致最后的动力输出转速过慢。 毕竟轮式车辆还是不能太肉的,呵呵 [QUOTE][rx178]是不是速度越快扭矩越大?[/QUOTE]
  • aliburke 2011-8-22
    34
    单边齿轮,差速器的强度是个问题:cool:
  • ruf 2011-8-23
    35
    原理看懂了,但是你这个可能有一个问题,如果输出有负载的话,会导致没有供电的电动机倒转,变成发电机? :p
  • haiout 2011-8-23
    36
    这下看懂了
  • underredsky 2011-8-23
    37
    [QUOTE][ruf]原理看懂了,但是你这个可能有一个问题,如果输出有负载的话,会导致没有供电的电动机倒转,变成发电机? :p[/QUOTE] 你是指负载较大带不动的时候?
  • ruf 2011-8-23
    38
    [QUOTE][underredsky]你是指负载较大带不动的时候?[/QUOTE]

    哪怕没有负载,没通电的电机都会收到反向的扭力,从而成为发电机。
  • toboxo 2011-8-23
    39
    [QUOTE][ruf]哪怕没有负载,没通电的电机都会收到反向的扭力,从而成为发电机。[/QUOTE] 感觉 会产生内耗,就像 电池并连一样,电压高的会不停的给电压低的充电。 所以两个电池并连哪怕不用,一段时间电就没了。。 我个人还是以为老老实实的用齿轮变速箱靠谱点。
  • mansonq 2011-8-23
    40
    [QUOTE][captainworm]正常情况下,差速轮的转速等于每个轮子的转速,但是如果有一个轮不转,另一个速度就加倍。两个轮转的情况下全部功率被分配给每个轮子各一半,如果一个不转的话就会全部分配给另一个,结果就是转速加倍。 我就是把这个原理反过来用的:)[/QUOTE] 转速会加倍 不会吧~~~ 我记得 差速齿是吧两边的差速度通过内部齿轮消耗掉 并不是提升旋转的那个的速度啊 罗宾老师有一款使用差速齿轮的变速箱设计 但那个差速齿只是用来切换是否启用另一套增加扭矩的齿轮是否工作的 强烈等待楼主上视频
  • ruf 2011-8-23
    41
    [QUOTE][mansonq]转速会加倍 不会吧~~~[/QUOTE]

    是加倍的。这个是差速器的原理。
  • robin 2011-8-23
    42
    上午看了楼主的作品与说明,同时也看到了大家对作品与差速器的相关讨论,但发觉楼主与大家对差速器原理的理解有一定 的偏差,在此我发表一点自己的看法: 差速器的原理大家都知道(参见下面图一、图二),根据其原理的确可以进行两个输入(转速)的叠加,即可以对输入转速做 增加或减小(加、减法)后输出,但是选择不同的两输入点,其叠加的效果是不一样的。按照楼主在27楼的图片为例,通 过差速器两头输入动力(相同功率)且旋转方向相同时,根据差速器原理(图一),差速齿轮同向旋转,中间行星齿轮停止 旋转,差速齿轮的转速(理论值)等于单个电机的原来转速,电机输出功率比单个电机功率增加一倍(理论值),换算成 输出扭矩也增加一倍(理论值);当一个电机停止工作时(图二),那么中间行星齿轮将旋转,差速齿轮的转速为单个电 机的原来转速的二分之一(理论值),但由于转速的下降一半,相对输出扭矩同样增加一倍。 现在大家可能要提出疑问了,你说了半天一个电机与两个电机通过差速器后的扭矩为什么都是提高一倍?是的!首先我们要 分清几个不同的物理概念:功率是什么?功率是单位时间内所做的功;功是什么?是力与位移的乘积。而扭矩是什么?扭矩 实际上是表示旋转力的大小。根据这几个物理概念结合物理知识可以得出:电动机的输出功率等于扭矩乘转速。由此可以看 出:一个电机与两个电机通过差速器后的扭矩虽然相同,但因转速不同,最后的输出功率是不一样的。 回过头来再看,当差速器两端的电动机输出功率(或转速)不一样(一大一小)时,差速齿轮转速将下降,又可以分为两种情 况分析:其一、当两个电机中输出功率比较小的那一个电机的输出功率大于差速齿轮的负载功率时,差速齿轮有功率(转速) 输出,理论上还是两电机功率的叠加;其二,当两个电机中输出功率比较小的那一个电机的输出功率小于差速齿轮的负载功 率时,由差速器传递可逆性原理,使得原本作为动力源输出的功率较小的那个电动机成了整个系统的负载,而本应输出旋转 的差速齿轮将停止转动。 结论:采用27楼图片中的结构可以用作增加驱动功率,条件是两个电动机输出功率基本相同;而用来实现变速驱动,作为演示是可以的,但实际运用在较大负载情况下(不采取其它任 何措施)是不可能实现变速驱动的。大家如果有兴趣可以根据我下面发的最后一张照片去做个试验,只让一个电动机转动,再 对差速齿轮连续施加并逐步加大负载,看会出现什么情况。 差速器是个好东西,通过它可制作出各种有趣的传动结构;用它与其它各式LEGO齿轮配合,可以进行几乎任意的加、减、 乘、除等运算,最好的例子就是Lego复原1800年前古希腊天象仪安提基特拉机械(Antikythera ),大家有可参看其它相关资料。 以上看法代表我个人意见,当否请各位提出意见与建议。
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  • ruf 2011-8-23
    43
    如果负载极大的时候,比如输出完全锁定,则供电的电动机的动力会完全输出到没有供电的电动机,从而使它发电。 不过这也许可以做出些好玩的东西,比如显示负载强度的灯泡~ :boss:
  • robin 2011-8-23
    44
    [QUOTE][ruf]如果负载极大的时候,比如输出完全锁定,则供电的电动机的动力会完全输出到没有供电的电动机,从而使它发电。 不过这也许可以做出些好玩的东西,比如显示负载强度的灯泡~ :boss:[/QUOTE] 那是不可能的,要不就有永动机了!:sweat:
  • guanxv 2011-8-23
    45
    扭矩与转速不可得兼,取扭矩而舍转速也。因为乐高的动力/重量比太小。
  • ruf 2011-8-23
    46
    [QUOTE][robin]那是不可能的,要不就有永动机了!:sweat:[/QUOTE]

    不是啊,M电机可以发电,虽然不能指望能发出多大电流的电来,大多数都损耗了,但驱动小灯泡是够了。

    你用你图上的实验设置,但是一个电机不要接电源,而是接万用表或者LEGO小灯 测试就知道了。
  • robin 2011-8-23
    47
    [QUOTE][ruf]不是啊,M电机可以发电,虽然不能指望能发出多大电流的电来,大多数都损耗了,但驱动小灯泡是够了。 你用你图上的实验设置,但是一个电机不要接电源,而是接万用表或者LEGO小灯 测试就知道了。[/QUOTE] 哦,那是我的理解有误!:embarrass
  • guanxv 2011-8-23
    48
    还有一个地方不太明白,和楼主探讨一下。可能我对乐高的结构还不是很了解。 请见图片中箭头所指的齿轮,就是最前排中间那个。 它负责把右侧电机的功率传递到差速器。设转速为A。 同时它也和最终的输出轮在同一根轴上(这一点我可能错了)最终输出的速度是2A.(如你所说) 那这个齿轮应该是以速度A转动?还是速度2A转动? 谢谢
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  • underredsky 2011-8-23
    49
    [QUOTE][guanxv]还有一个地方不太明白,和楼主探讨一下。可能我对乐高的结构还不是很了解。 请见图片中箭头所指的齿轮,就是最前排中间那个。 它负责把右侧电机的功率传递到差速器。设转速为A。 同时它也和最终的输出轮在同一根轴上(这一点我可能错了)最终输出的速度是2A.(如你所说) 那这个齿轮应该是以速度A转动?还是速度2A转动...[/QUOTE] 中间这个齿轮我理解应该和输出轴不相连
  • robin 2011-8-23
    50
    [QUOTE][guanxv]还有一个地方不太明白,和楼主探讨一下。可能我对乐高的结构还不是很了解。 请见图片中箭头所指的齿轮,就是最前排中间那个。 它负责把右侧电机的功率传递到差速器。设转速为A。 同时它也和最终的输出轮在同一根轴上(这一点我可能错了)最终输出的速度是2A.(如你所说) 那这个齿轮应该是以速度A转动?还是速度2A转动...[/QUOTE] 这个图片中的结构是不可能达到所谓2A转速的,请注意分析差速器原理,参见我回帖中的第一、第二张图。 另:图中中间那个齿轮是过渡齿轮,作用就是将右边电机动力传递到左边差速器用于合并动力。
  • ruf 2011-8-23
    51
    [QUOTE][underredsky]中间这个齿轮我理解应该和输出轴不相连[/QUOTE]

    中间的那个输出轮应该是这个: [url]http://www.bricklink.com/catalogItem.asp?P=6542

    离合器齿轮,中轴不是十字,是圆的。
  • underredsky 2011-8-23
    52
    原来robin大大始终俯视关注着这里。:) 这个帖子之前讨论过程中就一直觉得似乎有点问题 回头看了差速器原理是说: [left]半轴转速+右半轴转速=2倍的 行星轮架转速(希望没理解错)[/left] [left]就是说如果左右两电机转速相同时[/left] [left]输出轴(行星轮架)应该和左右电机转速相同啊[/left] [left]怎么会像楼主说的2倍呢?[/left] [left][/left] [left]手头没有差速器啊,否则实践一下会好很多[/left]
  • underredsky 2011-8-23
    53
    [QUOTE][ruf]中间的那个输出轮应该是这个: [url]http://www.bricklink.com/catalogItem.asp?P=6542 离合器齿轮,中轴不是十字,是圆的。[/QUOTE] 嗯 这样来说 楼主的系统是没有输出轴,而是输出齿轮
  • underredsky 2011-8-23
    54
    真理越辩越明,特别在科技版更应这样。 有了Robin似乎有了主心骨, 中流砥柱啊:D
  • underredsky 2011-8-23
    55
    [QUOTE][robin]上午看了楼主的作品与说明,同时也看到了大家对作品与差速器的相关讨论,但发觉楼主与大家对差速器原理的理解有一定 的偏差,在此我发表一点自己的看法: 差速器的原理大家都知道(参见下面图一、图二),根据其原理的确可以进行两个输入(转速)的叠加,即可以对输入转速做 增加或减小(加、减法)后输出,但是选择不同的...[/QUOTE] 没有你这段 似乎很多人包括我都对扭矩和功率含混了
  • underredsky 2011-8-23
    56
    电动机的输出功率等于扭矩乘转速。 这是分析的基础啊。
  • ruf 2011-8-23
    57
    不过我认为楼主说这个是9速变速,还是成立的,如果单电机转速是A,则他实现了 -1A, -0.75A, -0.5A, -0.25A, 0, 0.25A, 0.5A, 0.75A, 1A 共9种输出转速。 但是有一个前提就是 负载要很轻。
  • underredsky 2011-8-23
    58
    还是要等楼主解释下当初他是如何判断2速,4速等的,目测?
  • robin 2011-8-23
    59
    [QUOTE][underredsky]还是要等楼主解释下当初他是如何判断2速,4速等的,目测?[/QUOTE] 我在回帖快写好时,感觉还是先做个试验吧,所以有了那个试验装置的照片。设这个装置试验开始启动一个电机,差速齿轮转 速160-180转/分,叠加第二个电机启动后差速齿轮转速为340-360转/分。PF-M电动机空载转速为380-450转/分之间。
  • underredsky 2011-8-23
    60
    [QUOTE][robin]我在回帖快写好时,感觉还是先做个试验吧,所以有了那个试验装置的照片。设这个装置试验开始启动一个电机,差速齿轮转 速160-180转/分,第二个电机启动后差速齿轮转速为340-360转/分。单个电动机转速空载转速为380-450转/分之间。[/QUOTE] 看您这个回复前我觉得我明白了; 看了之后我又不懂了:cold:
  • captainworm 2011-8-23
    61
    [QUOTE][ruf]原理看懂了,但是你这个可能有一个问题,如果输出有负载的话,会导致没有供电的电动机倒转,变成发电机? :p[/QUOTE] 我试验下来,还没发现类似的情况
  • captainworm 2011-8-23
    62
    把robin同志都吸引过来了,呵呵,深感荣幸。 这个系统的确没有做过高负载实验,而且因为输出轴缺陷已经被拆了。 不过关于大负载情况下,开单个pf导致另一个pf被倒转这个事情我暂时不大同意。我的系统和你的试验系统的最大区别是传动损耗不一样,我的系统还经过三个灰齿轮之后才汇聚到差速轮,传动损耗比你的试验系统的。 传动损耗大的话,pf可能没有足够的动力使另一个pf倒转。 等到休年假有空的时候我会进一步研究,到时候再和大家交流这个问题,呵呵。 乐高科技坑真是博大精神,太有意思了,O(∩_∩)O哈哈~ [QUOTE][robin]上午看了楼主的作品与说明,同时也看到了大家对作品与差速器的相关讨论,但发觉楼主与大家对差速器原理的理解有一定 的偏差,在此我发表一点自己的看法: 差速器的原理大家都知道(参见下面图一、图二),根据其原理的确可以进行两个输入(转速)的叠加,即可以对输入转速做 增加或减小(加、减法)后输出,但是选择不同的...[/QUOTE]
  • guanxv 2011-8-24
    63
    谢谢,明白了。只是共用一根轴,但是不同步转动。
  • ruf 2011-8-24
    64
    [QUOTE][captainworm]把robin同志都吸引过来了,呵呵,深感荣幸。

    这个系统的确没有做过高负载实验,而且因为输出轴缺陷已经被拆了。
    不过关于大负载情况下,开单个pf导致另一个pf被倒转这个事情我暂时不大同意。我的系统和你的试验系统的最大区别是传动损耗不一样,我的系统还经过三个灰齿轮之后才汇聚到差速轮,传动损耗比你的试验系统的。
    ...[/QUOTE]

    一个简单的问题:如果你上面两个马达都通电,输出被锁定(就是无限大的负载),下面那个马达不会倒转么?从原理上看,是有倒转的风险的。当然磁芯马达的静态阻力比较大,一旦转起来,阻力就小了。
  • captainworm 2011-8-24
    65
    这个情形确实没试验过, 我下一个试验品准备用4Pf两个红外通道的方案,做完了再和大家探讨吧 [QUOTE][ruf]一个简单的问题:如果你上面两个马达都通电,输出被锁定(就是无限大的负 载),下面那个马达不会倒转么?从原理上看,是有倒转的风险的。当然磁芯马达的静态阻力比较大,一旦转起来,阻力就小了。[/QUOTE]
  • robin 2011-8-24
    66
    [QUOTE][captainworm]把robin同志都吸引过来了,呵呵,深感荣幸。 这个系统的确没有做过高负载实验,而且因为输出轴缺陷已经被拆了。 不过关于大负载情况下,开单个pf导致另一个pf被倒转这个事情我暂时不大同意。我的系统和你的试验系统的最大区别是传动损耗不一样,我的系统还经过三个灰齿轮之后才汇聚到差速轮,传动损耗比你的试验系统的。 ...[/QUOTE] 呵呵!承蒙您看得起。吸引我的原因很简单,因为我对技术非常感兴趣,所以也就参与讨论。我很想看到您的下一步试验结果。。。
  • mansonq 2011-8-25
    67
    持续关注 对这个技术非常感兴趣 说不定 双离合的变速箱 会用到这个技术哦~~
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