Презентация на тему: "Презентация "Устройство и характеристики двигателя NXT""

Lego Mindstorms NXT
Устройство и характеристики двигателя NXT

Внутреннее устройство
В конструкторе Lego Mindstorms сервомоторы имеют датчики оборотов, подсчитывающие количество градусов поворота главной оси. Важным компонентом сервомотора является редуктор, который через систему шестерней превращает чрезвычайно быстрое вращение внутреннего электрического двигателя в более медленное. Наличие датчика оборотов и редуктора позволяют сервомотору совершать прецизионные движения главной оси. Сервопривод Lego может быть повёрнут с точностью 1°

Внутреннее устройство
Сервомотор изготовлен неразборным

Внутреннее устройство
Мощность сервомоторов NXT весьма значительна
При передаточном числе более 10:1 мотор вполне способен сломать неудачно закреплённые и заклинившие балки, штифты, оси, или срезать зубья последней ведомой шестерни.
Хоть в сервомоторе и предусмотрена электронная защита от перегрузки, которая срабатывает в случае длительной работы под нагрузкой, близкой к максимальной, или при заклинивании выходного вала, делать так не рекомендуется.
Перегрев мотора также вызывает срабатывание защиты. После остывания или расклинивания вала мотор снова начинает работать в штатном режиме.
В любом случае, не следует злоупотреблять способностями сервомотора и перегружать его, так как длительная работа с перегрузками приводит к быстрому износу редуктора и появлению заметного люфта на выходном валу, который и на совершенно новом сервомоторе не так уж и мал (2-3 градуса).

Характеристики двигателя
Максимально возможная скорость вращения выходного вала с нагрузкой при включенной регулировке мощности – 120 оборотов в минуту при 9 В питании (новые батарейки ААА), и 90 оборотов в минуту при 7.2 В питании (стандартная перезаряжаемая батарея LEGO или NiMH аккумуляторы).
Максимальная скорость вращения выходного вала без нагрузки – 160 оборотов в минуту при 9 В, 130 оборотов в минуту при 7.2 В.

Характеристики двигателя

Характеристики двигателя
5 - Мотор не нагружен, питание 9 вольт. Обратите внимание на линейную зависимость между уровнем мощности и скоростью двигателя. В отличие от мотора RCX, который без нагрузки развивал максимальные обороты уже на втором уровне мощности, мотор NXT ведёт себя более предсказуемо. Так как нет нагрузки, регулировка мощности (Power Control) не оказывает на скорость никакого эффекта.

Характеристики двигателя
4 - Мотор не нагружен, но на этот раз питание 7.2 вольта (как при использовании NiMH аккумуляторов). Само собой, скорость вращения мотора пропорционально уменьшилась, но всё равно зависимость осталась линейной.

Характеристики двигателя
3 - Мотор под нагрузкой 11.5 Н•см, питание 9 вольт, регулировка мощности включена. Эта линия наглядно показывает эффективность схемы регулировки мощности: Вплоть до 70% скорость вращения мотора такая же, как без нагрузки. После 70% линия графика становится горизонтальной, так как мотор работает на максимально возможной мощности.

Характеристики двигателя
2 - Мотор под нагрузкой 11.5 Н•см, регулировка мощности отключена, питание 9 вольт. Вплоть до 40% мощности мотор не вращается, но как только мощности становится достаточно для преодоления нагрузки, скорость вращения увеличивается пропорционально.

Характеристики двигателя
1 - Мотор под нагрузкой 11.5 Н•см, питание 7.2 вольта, регулировка мощности включена. До 50% мощности график совпадает со скоростью вращения при 9 вольтах (и эта скорость явно больше, чем при питании 7.2 вольта, но без регулировки мощности). Горизонтальный участок этого графика лежит ниже, чем у предыдущего, потому что мощности при 7.2 вольтах явно меньше, чем при 9 вольтах.

Характеристики двигателя
На рисунке показан график мощности, выдаваемой мотором в зависимости от нагрузки на выходном валу. Максимально возможный момент на валу 165 Н•см (при 9 В питания), 130 Н•см (при 7.2 В питания).

Характеристики двигателя
Сила тока, потребляемого моторами, линейно зависит от нагрузки на валу. Минимальный ток составляет 60 мА (без нагрузки). При питании 9В максимальный ток – 800 мА (при нагрузке 25 Н•см), а при питании 7.2 вольта – 650 мА (при нагрузке 20 Н•см).

Характеристики двигателя
Настоятельно не рекомендуется применять к моторам долговременную нагрузку свыше 15 Н•см. В противном случае, во-первых сработает защита от перегрузки, а во-вторых, ваш мотор долго не проживёт. Максимальные ток и нагрузка, показанные на графике, допустимы только кратковременно, да и то крайне нежелательны.