LEGO reality, LEGO - virtuality, LEGO interactivity - when and how / BG

Лего-реалност, Лего-виртуалност, Лего-интерактивност

 – кога и как

и за да започнем: Лего -прости механизми или на шега казано – Обикновени машинарии

Скъпи читателю,

С настоящите страници /които са малко по-разширени в приложената мини ЕсДи-Карта и флашка/ бихме искали съвсем накратко да ти дадем малко насоки за една от най-чудесните игри, която радва от дълги години света, а именно за Датската игра - Лего. За целта сме ползвали няколко източника:

• много интернет страници – от където попаднахме на една младежка университетска група Клутз от Америка /Klutz-Lego/– която, решавайки, че може да предостави знание и забавление и за не-много заможнижте деца – направила 2 комплекта за тях с мотори двигатели, задвижващи механизмите само с ластици...  

• курс-въведение на лего-почитателя, и участник в много Лего конкурси -  Пауъл Кмиеч от Полша / Kmiec, Pawel  --- "Sariel"/ – курсът е предназначен за по-големи деца-курсисти, но и за големи запалянковци по Лего –
• но за тези странички най-много ни запали една малка книжка на японеца Йошихито Исогава / ISOGAWA Yoshihito /, която се казва на агло-български”Симпъл маишийнс” , а по-подробно и свободно преведено Лего Техник – книжка с идеи: Прости механизми или на шега казано – Обикновени машинарии. Всъщност извадките тук са от книжката му Toranomaki – Тора но Маки.

Разбира се ако не бяхме попаднали на истински Лего-почитатели и в България, които биха искали да предадат своите умения/знания и най-вече комплекти на последващи почитатели на Лего – ностоящото начинание не би било възможно….

Всъщност чрез този комплект бихме искали да се запознаеш докъдето ти е интересно най-вече с възможностите на Лего-Техник, който пък е в основата на Лего-роботиката или т.нар. поредица Майндстормс. Но всичко това става както с интереси и въодушевление, но също и с търпение и упорство!

В тук приложените кутии с части могат да се следват поне 3 вида инструкции, които иначе са съставлявали 3 отделни сравнително по-старинни колекционерски комплекта, а именно:

Общият брой фигури, ако следваш само предложените модели е 11. Искрено се надяваме, построявайки и раглобявайки и пак - построявайки всеки отделен модел до добише по-голяма сръчност и възможност да разчиташ и приложените инструкции.

Иначе разбира се, ти можеш да си се забавляваш доста, според свободата на въображението си или да се оставиш моделите приложени тук, да те вдъхновят.

Но откъде да тръгнем?...или – малко факти за Лего

Според Уикипедията, https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B3%D0%BE , ”The Lego Group” – Лего-Груп започва от работилницата на Оле Кърк Кристиансен (1891-1958), дърводелец от Билунд, Дания, който започва да прави дървени играчки през 1932 г. [7] През 1934 г., компанията му започва да се нарича "Lego", получен от Датски израз , който означава "играй добре". През 1947 г. Компанията Lego се разширява, за да започне производство на пластмасови играчки. През 1949 г. Lego започва да произвежда, наред с други нови продукти, ранна версия на вече известните тухли Lego съединителни, наричайки ги "Автоматично подвързващи Тухли".…  Мотото-девиз на Lego Групата – компанията производител  означава приблизително следното "само най-доброто е най-добро" (по-буквално "най-доброто никога не е твърде добро"). Това мото, което все още се използва и днес, е създадено от Оле Кърк, за да насърчава служителите си да не се скъпят за качеството на изделията, които правят. Ето и няколко интересни факта:

До 1951 пластмасовите играчки представляват едва половината от продукцията на Lego дружеството. … През 1958 г. се „ражда“ използваната и до днес стандартна LEGO тухличка 4 х 2.

Дупло-Duplo-продуктовата линия пък на The Lego Групата е въведена през 1969 г. и е набор от прости блокове, които измерват два пъти широчината, височината и дълбочината на стандартни блокчета Лего и са насочени най-вече към най-малките деца. …. Сред хилядите теми и комплекти издадени през годините, през 1973 например излиза поредицата Лего Сити - Lego City, а през 1977  т.нар. поредица Лего-техник - Lego Technic, в която поредица са включени ротиращи се - въртящи се и зъбчати части – а и т.нар. електрически тухли.

Та чак до 1999, когато Лего започва поредицата Лего Майндстормс - 'Mindstorms', която е свързана с комрютрите, програмирането-информатиката, но и с роботиката – т.е. вече се създават програмиращи се тухлички. ”

По-долу ти даваме примери как най-лесно можеш да се ориентираш в Лего измервателните единици – като измерваш дължината на осите било то към лего-техническа тухла или към лего-техническа полугреда или греда и много рядко - в сантиметри и милиметри.

Иначе сред многообразието от тухлички, интересно е да знаеш, че някои могат да се нарекат тематични – образите им лесно се разпознават – такива са напр. комплектите, свързани с Лего-муви /Лего-кино/или с Лего Ферари – те пък говорят за историята на даден модел. Други тухли са по-скоро украсителни /декоративни или пък дизайнерски/ - допринасят още за образите/или красотата и елеганстността на моделите… А в случая, тук по-скоро бихме

искали да се занимаваме най-вече с техническите-лего-тухли и техническите части. И да знаеш, че и този вид също се развива – например в тази линя се подреждат освен елекрически и програмируеми тухлички, но там има дори и магнитни – функционални части…. , а някой пък самостоятелно вече съединяват части – правят ги лети – ползвайки 3-Д принтери – може

би с цел да препоръчат нова – по стабилна част – на производителите на Лего.

Но да се върнем на основите!

Според Въведението на Йошихито Исогава – към книжката му -  Лего Техник – книжка с идеи: Прости механизми или на шега казано – Обикновени машинарии, издадки, от която сме направили във Флашката и мини ЕсДиКартата, 

Лего Техник е предназначен за създаването на модели с подвижни части, като тези, които по-нататък се ползват в Лего Майндстормс – за нуждите на роботиката. Поредицата от книги Лего Техник – книжка с идеи, е неофициален Лего наръчник за видове сглобки, който предлага стотици идеи и примери  за  прострояване на механизми с Техник. Тук представени модели се фокусират на зъбчатите и / спираловидни - спиралообразни части и трансмитерите - предавките на мощности/сила.

Строенето с Лего

Лего-тухлите и гредите не са направени да се поместват на само едно място или по само един опрелен начин. Твоето въображение и комбинативност е твоят Пътеводител, когато строиш с Лего и ти можеш на поставяш тухли/греди и други Лего-елементи по много начини, за да изградиш почти безкраен брой механизми. След построяването на модел според картинки-скици с инструкции или дори без насоки, и с твоя комплект-набор от части, опитвай се да построиш вариации на модела или се опитай да вдигнеш в прострнството съвсем нова идея. Именно тук започва и истинския свят на Лего-творенията.

Ти си създател – създаваш и си креативен – имаш идеи и ги осъществяваш

Книгата Лего Техник – книжка с идеи: Прости механизми или на шега казано – Обикновени машинарии е пълна с фотографии и мини-проекти и показва различни начини за строене с Лего-части със зъбци и тухли/греди. Проектите могат да се комбинират, може да се добавя декорация-украса – да се прави дизайн към всеки модел – т.е. впоследствие човек може да достига до осъществяването на свои идеи за механизми и модели. А в бъдеще - да ги раздвижва – и дори да ги програмира с компютър, така че те да извършват много забавни или полезни действия.

Има ли думи-насоки-инструкции в книжката?

Освен настоящото краткото въведение, в електронната-книжка файл почти няма думи. Наместо това могат да се намерят поредици от снимки с все по-усложняващи се модели, създадени да демонстрират строителни техники. Това е книжка с идеи и е за въображението. Тя няма да ти казва, какво да видиш или мислиш, когато гледаш фотосите. Вашите очи, Вашата собствена креативност и въображение трябва да Ви доведат до изобретяването на Ваши собствени Лего-модели и построения.Йошихито Исогава

Между другото, съдържанието и на двете места и на Флашката и на мини ЕсДиКартата  е едно и също, но ти дава възможност да гледаш моделите – от голям ТВ-монитор, докато ги построяваш - до малкия дисплей на Смарт-фона ти/

Имай предвид, че съдържанието на ЕсДиКартата и Флашката, надвишават включените части към комплекта!  Някои от частите, може вече дори да ги имаш от предходни комплекти – и като лего-почитатели, ние също знаем, колко не ни се иска да разглобяваме майсторските комплекти – за да можем да ги включваме в игра или да им се наслаждаваме – възможно по-дълго време. Затова, когато си избереш модел, от горната книжка например, и някоя част липсва, но ако си се научил вече как да разпознаваш истинските Лего-части – не се  притеснявай - поне временно - да ползваш и части от т.нар. съвместими с Лего други видове комплекти – докато откриеш необходимата ти част.

Поради това, че файловете-компютърните документи са с различен формат и са основно на Английски език – сме направили обобщаващи такива, и на текстови – Уърд-ов формат – с наш импровизиран превод. В тези места можеш да виждаш и как са думичките – частите/понятията и на Английски език, та един ден ако Лего ти стане хоби, и когато вече знаеш и още по-добре да четеш и говориш на Английски – да можеш да се включваш в такива форуми – а защо не - да вземеш участие и в Лего-изложба напр. 

 Но да продължим с други изказвания на Йошихито Исогава, направени към други електронни издания:

                С Лего - частите могат да се да се изградят какви ли не работи във всякакви области.

                Разбира се, последното ниво, което е предназначено за най-големите деца, е комплекта от областта роботиката, ако един ден тя Ви стане интересна. Основните части, които стават за изграждането на различни роботи, стават и за изграждането на по-ежедневни, но интригуващи механизми. Такива части механизми са заложени и в автомобилостроенето, корабостроенето и дори самолетостроенето и могат да се намерят накуп във финалния комплект МАЙНДСТОРМС NXT /но той е много скъп, а и представяте ли си ако това остане единствената Ви играчка или ако не можете да преминете през стаята си, която се е превърнала в Лего-склад/. Затова, ако мислите, че един ден, ще ви бъде интересно да надникнете и в областта на роботиката, Ви препоръчвам да имате запазени най-вече няколко модела Техник, макар че и в други комплекти – понякога дори и други, съвместими сЛего, макар и в по-малко количество спрямо финалния етап-роботиката, можете да откривате не малко части, а и най-вече идеи /но тогава пък процесът на събиране на части би продължил много по-дълго – съответно пак би струвал много/. Т.е. преди да предприемете едно такова скъпо начинание ще е добре да се запознавате предварително достатъчно добре с покупката, която бихте искали да направите – какви части биха Ви били интересни – за да построите освен интересна къща, но и напр. автомобил или летящо устройство…, което след време бихте могли дори да задвижвате и с мотор, двигател, което е основно, посочено в следващите страници...  Т.е. с не-много, но специални и трудно намиращи се накуп Лего-части бихте могли изградите всички примери за механизми и сглобки, включени в тази книга. Не е

нужно да се отказвате от строителни  работи при липсата на части – просто покрай някой празник, когато имате повече заделени спестявания – потърсете някой текущ модел, който съдържа повече от необходимите ви елементи и съответно е по-евтин /разбира се винаги можете да проверите и колко струва дадена част в магазина до Вас, за да видите, кой е по-добрия вариант/. Освен това, не е нужно постоянно да търсите части. И от някои готови модели можете да научите много, но и преди всичко не изхвърляйте старите си Лего техник играчки поне до 7-ми клас – и когато сте минали някой Лего-курс по Роботика – никога не знаете коя част от тях, за какво ще Ви помогне. Например дори части от поредицата Хиро фабрика могат да ви бъдат необходими не след дълго. Но за да видите, че Лего също като други игри би могъл да помогне не само да играете, но и за да научите за немалко нещо от заобикалящия Ви свят – основно във файл-овете приложения, ще Ви покажа просто как – съм го правил аз… или по-точно как го преподавам в някои занятия в Лабораторията Ми по Лего в Япония.

                 Така че, започвайте да изграждате примерите в релеф, а освен това, когато видите интересна част можете да си я разпечатате изображението с названието й – и да си направите МИНИ КАТАЛОГ – като тези в истинските големи магазини за различни части – или като добрите майстори в техните работилници.

                 Тази книга подкрепя креативността

Финалните компклети сред които МАЙНДСТОРМС NXT не е просто пластмасов модел. Затова ми се иска да не бъдете само удовлетворни от преповтарянето на показани в упътванията “строежи“, които се появяват и в ръководства в CD-та. Ако може да бъде създадено нещо оригинално-интересно само от вас, то в случая това може да стане чрез тухли LEGO Техник и части включени в комплекта МАЙНДСТОРМС NXT. Въпреки това, някои основни познания, опит и начини на свързване на частите и тухлите са необходими, за да достигнете до оригинални модели.

Относно познанията, които волно или неволно, ще черпите докато играете с тези модели – то те ще ви помагат поне докато завърщите образованието си.

Но само ако решите да се задълбочите в Лего заниманията – към 4-ти клас, тогава непременно прочетете и файлът  с пълната лекция на поляка Пауъл Кмиеч – относно механизмите на автомобилите.

Преди това ще е добре да си го ЗАБРАНИТЕ!!!, защото на някои места могат да ви се видят необичайно сложни или скучни поради това, че ще трябва много дълго да четете преди да престъпите към забавата на построяването. Все пак  тук няма да минем без някои прости правила, извадени от лекцията на г-н Кмиец :

                 В тази книга-комплект, има представени някои "идеи" за основни малки механизми, които ако се съберат или преподредят, лесно можете да осъществите своя собствена идея. Така че, направете тази книга отправна точка, и се наслаждавайте на строителни работи!

                  Модерното общество е пълно с виртуални неща. Понякога се натъжавам и ядосвам, че деца растат без да познават реалността. Майндстормс Некст - The MINDSTORMS NXT и Лего-брикс-тухлите са истински, реални..Децата чуват звука от мотора и колелата. Понякога им е трудно да натиснат с пръсти зъбчата част или да я извадят. Това е истинско, реално, и те придобиват неоценим опит. Майндстормс Некст - The MINDSTORMS NXT е скъпа играчка. Въпреки това, мисля, че е интелектуално-образователна играчка – и че усилията могат да си струват/могат да се увенчаят с успех, дори когато се купува за деца. Разбира се, препоръчвам я и за възрастни, които имат сърцата на децаl.

                Наслаждавайте с Лего-брикс-тухлите – това е реалност.

Ето и извадка от самата книжка на Йошихито Исогава, а по-надолу и превода на предговора му.

Ot http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/toranomaki/en/

http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/toranomaki/en/download.html

стр 2 от Симпъл машини

http://www.isogawastudio.co.jp/legostudio/

http://www.aliexpress.com/item-img/The-LEGO-Technic-Idea-Book-Sim-Isogawa-Yoshihito/2049620604.html

Въведение

Лего Техник е предназначен за създаването на модели с подвижни части, като тези, които се ползват в Лего Майндстормс. Поредицата от книги Лего Техник – книжка с идеи, е неофициален Лего наръчник за видове сглобки, който предлага стотици идеи и примери  за  прострояване на механизми с Техник. Тук представени модели се фокусират на зъбчатите и / спираловидни - спиралообразни части и трансмитерите - предавките на мощности/сила  .

Строенето с Лего

Лего-тухлите и гредите  не са направени да се поместват на само едно място или по само един опрелен начин. Твоето въображение и комбинативност е твоят Пътеводител, когато строиш с Лего и ти можеш на поставяш тухли/греди и други Лего-елементи заедно по много начини, за да изградиш почти безкраен брой механизми. След построяването на модел според картинки-скици с инструкции или дори без насоки, и с твоя комплект-набор от части, опитвай се да построиш вариации на модела или се опитай да вдигнеш в прострнството съвсем нова идея. Именно тук започва и истинския свят на Лего-творенията.

Ти си създател – създаваш и си креативен – имаш идеи и ги осъществяваш

Книгата Лего Техник – книжка с идеи: Прости механизми или на шега каза

но – Обикновени машинарии е пълна с фотографии и мини-проекти и показва различни начини за строене с Лего-части със зъбци и тухли/греди. Проектите могат да се комбинират, може да се добавя декорация-украса – да се прави дизайн към всеки модел – т.е. впоследствие човек може да достига до осъществяването на свои идеи за механизми и модели. А в бъдеще - да ги раздвижва – и дори да ги програмира с компютър, така че те да извършват много забавни или полезни действия.

Има ли думи в книжката?

Освен настоящото краткото въведение, в книжката почти няма думи. Наместо това могат да се намерят поредици от снимки с все по-усложняващи се модели, създадени да демонстрират строителни техники. Това е книжка с идеи и е за въображението. Тя няма да ти казва, какво да видиш или мислиш, когато гледаш фотосите, а по-скоро чрез нея бих искал да окуража всеки да интерпретира/комбинира по свой собствен начин различните елементи. Защото ако казвам, какво да се гледа ще гледаш през моите очи. А аз се надявам, че гледайки моите моделчета, през Вашите очи, Вашата собствена креативност и въображение да Ви доведат до изобретяването на Ваши собствени Лего-модели и построения.

Йошихито Исогава

А ето и как започва лекцията си полякът - Пауъл Кмиеч - Pawel Kmiec  - "Sariel" /информация към авторския материал на Английски, можете да намерите на следния адрес - http://sariel.pl/2009/09/gears-tutorial/ /:

В настоящия курс, намеренията ми бяха да разкрия цялото си знание за зъбчатите/ спираловидни или общо казано зацепващи части-- предавки по достъпен начин. Този материал е предназначен както за начинаещи, така и за напреднали Лего-техници-строители. За по-голяма яснота съм разделил тескста на следните части: 1. Въведение в зъбчатите зацепващи части - 1. Introduction to gears ; 2. Основни правила - 2. Basic rules , 3. Видове зъбчати зацепващи части - 3. Types of gears , 4 Видове връзки / сглобки между зъбчатите зацепващи части 4. Gear ratios; 5. Ефикасност -  5. Efficiency; 6. Засечки   -

6. Backlash -

Но, заради по-нетърпеливите или по-малките, ние ще си позволим да разбъркаме частите, като започнем директно от частта 

1. Въведение в зъбчатите зацепващи части - 1. Introduction to gears ; 2. Основни правила - 2. Basic rules , и стигнем до една част, която е много важна 3. Видове зъбчати зацепващи части - 3. Types of gears

А по-нататък ще Ви предложим и останалата част от материала на Кмиеч – но със заглавие "За по-напреднали". И така:

1.Въведение в зъбчатите зацепващи части

Зъбчатите зацепващи части могат да бъдат използвани във всякакви видове задвижвания/задвижващи механизми – без знвачение дали за електро мотор -  an electric motor,, ръчна манивела/колянов вал - a manual crank, вятърна турбина - wind turbine, мелничен механизъм - a mill wheel и др. За целта на този текст, нека приемем, че задвижването се прави от електро мотор, защото това е популярно приложение при Лего Техник и едно от основните неща, които могат да се трансфоримират чрез  зацепващи зъбчати части.

Всеки мотор-двикагел притежава механична   зацепващи части.

сила/мощност - mechanical power, която е специфична, според дадения вид двигател. Саществуват много видове Лего-двигатели-мотори - Lego motor, сред които някои предлагат по-голяма мощност спрямо други. Важното в случая е че механичната сила на двигателя се определя от два фактора – скорост и въртящ момент - speed and torque. Това са две качества/свойства, които могат да се трансформират с помощта на

Скоростта - Speed  е просто казано броя на завъртанията /ротиции/ на задвижващите части /валове/, които се правят от даден мотор-двигател за определен период /интервал/ от време. Колкото е по-висока скоростта - толкова повече са и броя на завъртанията на колелата. В механиката на Лего /иначе механиката е наука-подраздел от физиката/, скоростта обикновенно се измерва с  обобороти в минута – об./мин. -  Revolutions Per Minute /Революшън Пър Минит -ЕрПиЕм/. Един оборот в минута /60 секунди/ на задвижващ вал/механизъм – всъщност е доста бавно движение. По-голяма част от Лего-двигателите предлагат повече от 100 об./мин - RPM.   

Моментът на завъртане /въртящият моемнт/ -

Torque е силата, с която задвижващият вал се завърта. По просто казано момент на сила, изразяваща въздействието на сила върху въртяща се система. Която сила е разположена на разстояние от нейната ос - център на въртене. Той е равен на произведението от големината на силата и разстоянието от нейното направление до оста на въртене. Това разстояние се нарича рамо на момента. Така, коклкото по-висок е въртящия момент /напр. 1 колело е по-високо/, толкова по-трудно е да се спре задвижването/задвижващия механизъм. Нерядко двигатели, с по-висок въртящ момент са предпочитани пред други , защото могат да задвижват по-тежки и сложни машини/механизми от мотори с нисък въртящ момент. Въртящият момент се измерва в нютон-метри (N•m), а това, което трябва да знаем, че колкото са повече единиците N•m , че толкова е по-силен двигателя-мотора - . The torque is measured in N.cm, and all we need to know is that the more N.cm, the stronger the motor..

Ако опростим, Механичната сила/мощност е  отношението между въртящия момент и скоростта - the quotient of torque and speed. Ако увеличим –if we increase - въртящия момент и / или скоростта, съответно ще се увеличи и механичната мощ. В действителност, въртящият момент на двигателя е постоянна - не може да се променя, без да промени конструкцията на двигателя. Скоростта, от своя страна, зависи от напрежението на електрическото захранване /от волтажа/ depends on the voltage, с което се захранва двигателя. Колкото по-високо е напрежението /напр. по-високи са волтовете на батерията/, толкова по-голяма е скоростта, което позволява да се увеличи механичната енергия на мотора чрез манипулиране на напрежението на електрическото захранване - The higher the voltage, the higher the speed, which allows to increase the motor’s mechanical power by manipulating the voltage of its power supply. Официалният стандарт за Лего-двигателите е 9 V /волта/ - което е равно на 6 батерии АА ако всяка от тях е по 1 волт и половина. Скоро пуснатите на пазара Лего-презарешдащи се батерии са 7.4V - Lego rechargeable battery. А това означава, че при такова захранване, че моторите-двигатели имат по-малка механична мощност/сила - lower mechanical power, но това е само на теория, защото захранването чрез батерии АА намалява с времето - the voltage provided by the AA batteries decreases over time, а захранването чрез Лего-презареждаща батерия остава повече или по-малко постоянно -  and the voltage provided by the Lego battery remains more or less constant.. Разбира се правени са и някои такива експерименти: на мотори-двигатели да се подава напрежение от 12V  - чрез което се произвежда по-висока механична сила. Но трябва да се подчертае че моторите са направени за  9V, а не за 12V, и че това може да увреди моторите-двигателите.  В този текст, ние ще приемем, че всички двигатели се задвижват с едно и също захранване – напр.  с 9 волта или с по-малко. А относно Лего-двигателите-мотори – доста изчерпателно описание за тях можете да намерите на следния интернет адрес  http://www.philohome.com/motors/motorcomp.htm

Защо са ни необходими познания за скоростта и въртящия момент - speed and torque? Те са различни за всеки отделен различен механизъм. Ако разгледаме модел на спортна кола - sport car –  бихме искали тя да е лека и бърза - we want it to be light and fast. За това със сигурност ни трябва висока/голяма скорост - large speed, но не и висок въртящ момент - but not the torque, защото леките спортни модели имат нужда само от малък/нисък въртящ момент, за да се движат. Чрез използването за зацепващи-зъбчати механизми, можем да трансформираме въртящия момент в скорост и обратно – скоростта във въртящ момент. Съществуват две много важни, но прости правила за това:

– ако задвижвате голямо зъбчато колело със малко зъбчато колело, ще увеличим въртящия момент, но ще намалим скоростта (-това е така нареченото намаляване на оборотите - gearing down)  – if we drive a large gear with a small gear, we increase the torque but decrease the speed (that is called gearing down)

– ако задвижваме малко зъбчато колело чрез голямо зъбчато колело, ще увеличим скоростта, но ще намалим въртящия момент (- което се нарича – увеличаване на оборотите - gearing up) – if we drive a small gear with a large gear, we increase the speed but decrease the torque (that is called gearing up)

Най-хубавото нещо тук е, че по този начин, преобразувайки/трансформирайки едно качество/свойство, може да се да подсили друго - we can transform part of one property to increase the other, и че така не трябва да се променят всички други елементи. В случая със спортната кола, например, това означава, че можем да вземем един двигател - drive motor, но и да използваме и втори според правилата - rules, описани по-горе, за да спечелим повече скорост - to gain extra speed - на цената на само няколко излишни въртящи момента - some needless torque. Въпросът за това - колко броя въртящи моменти ще трябва да трансформираме, зависи/се определя основно от тежестта на колата - the car’s weight, т.е. стойностите са различни за различните модели. Опитни монтьори/строители - Experienced builders могат лесно да определят обхвата от необходими /възможни транформации, знаейки само тежестта на колата и вида на мотора-двигател, с който тя се задвижва. Основното правило е че: скоростта и въртящият момент са обратно пропорционални - The basic rule is: speed and torque are inversely proportional.. Това означава, че ако се намали скоростта два пъти, че въртящият момент ще се увеличава два пъти и обратно It means that if we decrease the speed twice, the torque is increased twice.

Напр. ако разгледаме случай с бариера на железопътен прелез -  a rail crossing barrier/която се задвижва от двигател-мотор/ ще видим че той  е обратен. Повдигането и свалянето на бариерата трябва да отнеме няколко секунди, за да бъде напълно повдигата и свалена - fully raised or lowered, а повечето от двигателите Лего се движат с повече от 100 об.в мин. Т.е. ние ще трябва да използваме допълнителни приспособления, за да се отървем от ненужната скорост - to get rid of this needless speed, в замяна на което, ще получим допълнителен въртящ момент - , and in exchange for that we will get extra torque, който може да се използва, за да работят по-дълги и по-тежки бариера - to operate a longer and heavier barrier. В този случай, ние използваме първото от посочените по-горе правила.

Сега, когато знаем какво могат да направят зацепващите елементи, нека да видим нещата малко по-теоретично.

2. Основни правила

В първия раздел научихме две правила: за предаване/преобразуване на въртящия момент в скорост и обратно - на скорост във въртящ момент. Ние знаем, за какво се използват предавките – зъбчанине задвижващи части, а сега ще видим, как да ги използваме. За целта ще ни трябват няколко понятия.

Можем да говорим за използване на предавките, за преобразуването/трансформирането на свойствата на двигателите, когато има не по-малко от две зацепващи/зъбчати колела. Те трябва да са монтирани/комбинирани една към друга, въпреки че всяка от двете е разположена на отделени оси. Използваното зъбчато колело, което е най-близо до двигателя, се нарича водеща предавка – водач - driver gear. Зъбчатото колело, което поема движение от първото ще го наричаме последоваща предавка - follower gear. На фигурата по-горе, водещата предавка и последващата са маркирани съответно в зелено и червено.

Почти всеки механизъм има водеща и последваща предавка - its driver and follower gear. Във всяка двойка/във всеки чифт комбинирани зъбни колела  - In every pair of meshed gears, едното зъбно колело е водещо а другото - следващо. В случаяя, това което е важно е, че водещото колело е това което задвижва, а следващото зъбчато колело е това, на което движението се предава - the driver gear is the one the drive is transferred from, and the follower gear is the one the drive is transferred to.

Както сигурно вече сте забелязали, на по-горната фигура осите са отбелязани в същите цветoве както и зъбчатите колела - axles are marked with the same colours as the gears. Това е така, защото за осите можем да говорим по същия начин, по който направихме описанието на зацепващите части. Всъщност, на немалко механизми зацепващите части са покрити или скрити, а осите се виждат достатъчно добре, така че когато понякога подхождаме към разглеждането на механизмите откъм осите е по-лесно да онагледим някои принципи. В такъв случай нека да наричаме осите с водеща предавка /с водещо зъбчато колело/ - отбелязани на схемата в зелено – входна ос - an input axle, а оста с последваща зъбчата част (в червено) изходна ос - an output axle. Така: input-вход и output-изход, е подобно на driver-водеща/задвижваща и follower-следваща/предаваща движението част. Повечето от механизмите обикновено имат единична входна ос/input axle (и това е така, защото е трудно да се управляват много входящи оси с един единствен двигател-мотор), но затова пък възможностите за изходящи оси са много. Популярният диференциален механизъм е добър пример за един вход, на който съответстват много решения като изходи:

Но описанието не би било пълно ако приключим само до водещите зъбчати части - driver gear и следващите зъбчати части - follower gear: има и трети вид – междинни зъбчати части или т.нар.- idler gear. Ако в един механизъм са монтирани/комбинирани много зъбчати колела, тогава само първото е водещо/задвижващо, а само последното е следващо/предаващо движението зъбчато колело. Съответно всички останали зацепващи колела ще наричаме междинни /на някои места се наричат също и паразитни зъбчати колета/ и това е така, защото всъщност механизмът би могъл да функционира/да съществува без тях /т.е. те удължават пътя-механизма/. Включването на такива междинни зъбчати колела не повлиява на трансформирането/преобразуването нито на въртящия момент нито на скоростта: само водещото и следващото зъбчато колело могат да определят такива преобразувания.

Повече за паразитните зъбчати колела можете да разберете от страницата, където е описано предавателното отношение, а именно от следната страница https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BD%D0%BE_%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

На диаграмата по-горе голямото сиво зъбчато колело е монтирано едновременно от едната страна с водещо/задвижващо, а от другата със следващо/придаващо движението зъбчато колело. Това е типично за междинните зъбчати части: да бъдат комбинирани и монтирани с много други едновременно. И докато междинните колела се монтират едновременно поне с две зъбчати колела, то водещото и следващото зъбчато колело се монтират/свързват само с по едно зъбчато колело. Това е най-лесния начин да идентифицирате/да определите междинните зъбчати колела, но има изключения.

Фигурата тук показва два механизма – две системи /множества/ от зъбчати колела. Левият механизъм съдържа водещо, следващо и две междинни зъбчати колела помежду им, от които колела, междинните са комбинирани/монтирани на пръв поглед само с по едно колело в съседство. Но тези междинни колела са на една и съща ос, което означава че са междинни зъбчати колела (това не би било така ако бяха окачени на различни оси), още повече че са с еднакъв размер, заради което още повече можем да ги наречем междинни зъбчати колела. Това е така защото много зъбчати колела с един и същ размер, поставени на една и съща ос без значение дали са 2 или 200, действат/реагират като една единична зъбчата част. За разлика от този пример десният механизъм съдържа водещо зъбчато и следващо зъбчато колела /със сигурност – две крайни колела/, както и две зъбчати колела между тях, но последните две колела са с различна големина/с различен размер. А когато такива колела имат различен размер, дори и да са на една и съща ос, то те не могат да бъдат назовани /да изпълняват функцията/ на междинни зъбчати колела. И това е така, защото разликата в големината им се отразява на това как въртящият момент и скоростта се преобразуват между водещото/задвижващото движение зъбчато колело и следващото/предаващо движение зъбчато колело. И по-точно, размерът на зъбчатите колела се отразява на начина на предаване на въртящия момент  – както можем да видим, и двете зъбчати колела са поставени на една и съща ос, така и тяхната скорост би следвало да е еднаква, но техните размери се очевидно различни – следователно и въртящите им моменти ще бъдат различни.

Като имаме предвид тази кратка класификация, вече можем да имаме и по-точен поглед върху видовете Лего зъбчати колела.

3. Видове зацепващи-зъбчати части

Лего е пускал на пазара различни видове зацепващи-зъбчати части в историята си на техническо развитие. По-долу /в оригинала/ има и листа с такива части, които продължават да са в употреба:

         Както можете да видите съществуват 13 основни класически, кръгли зъбчати части - 13 classic, round gears и една специална зацепваща част, която се казва спираловидна предавка   /спираловидна зацепвща част или червяк/ - one special gear called a worm gear. Нещо повече, кръглите зъбчати части могат да бъдат разделени на 2 групи: регулярни-обикновени - the regular ones with square teeth, които са с квадратно-островърхи зъбци, и такива, които са конусообразни – те са със заоблени зъбци - the bevel ones with rounded teeth . Обикновено всяка зацепваща част от първата група, може да се използва в комбинация с зацепваща част от втората група. Особеното качество на конусообразните заоблени зъбци е че те могат да се поставят както успоредно/паралелно, така и под прав ъгъл-перпендикулярно - can be meshed in both parallel and perpendicular manner. Също така, те са по подходящи за използването при лостови-повдигащо-свалящи устройства-liftarms поради техния размер, но не са добри за Лего-верижни механизми - not suitable for use with the Lego chain.  Нека да направим кратко описание на всяка зацепваща част от листата (конусообразните заоблени зъбци ще съдържат думата - bevel gears в техните имена): 

            8 teeth gear - зъбчато колело с 8 зъбци – това е най-малкото колело, което е сравнително скоро произведено, и е много чупливо/крехко. Не е подподящо за Висок въртящ момент - high torque, но е много популярно особено, когато е необходимо  да се намалят оборотите - gearingdown (и бидейки най-малкото, очевидно е най-ефикасното). Съществуват най-малко три различни варианта на това зъбчато колело, и то е сред най-търсените, за да може да се подсили зоната около оста с допълнителен слой от пластмаса, между зъбците - the most sought for оne is einforced by extra layer of plastic around the axle, between the teeth..


           12 teeth gear  - зъбчато колело с 12 зъбци(едностранно-конусообразно - a single bevel one) – това е най-малкото конусообразно зъбчато колело, което също е наскоро произведено. То не е подходящо за намаляване на оборотите, но е незаменимо при диференциални механизми и много популярно, когато има необходимост да се предаде движението перпендикулярно /под прав ъгъл/ във вътрешно ограничени пространства - irreplaceable with differential mechanisms and very popular when there is a need to transfer the drive in a perpendicular manner inside a limited space. Често се чупи при висок въртящ момент, което води до голяма липса на диференциали напр.при някои експериментални камиони.
            12 teeth gear - зъбчато колело с 12 зъбци (двустранно-конусообразно  - a double bevel one) – най-малкото двустранно-конусообразно зъбчато колело, също наскоро произведено. То е доста по-подсилено спрямо едностранно-конусообразното и обикновено се използва заедно с двустранно-конусообразно зъбчато колело с 20 зъбци.

14 teeth gear – зъбчато колело с 14 зъбци – това е предшественика на едностранно-конусообразното зъбчато колело с 12 зъбци . Това е първата част създадена специално за диференциални механизми - the first gear designed specifically for differential mechanisms, но доказано-изпитана като много крехка и чуплива - proved so very fragile, по късно е била заменена с 12 – зъбчатата си версия. Не се използва вече в официални Лего модели и е непопулярна за монтьорите-строители.

16 teeth gear – зъбчато колело с 16 зъбци (редово-обикновено - a regular one) – основателно определено като много стабилно/силно и необходимо зъбчато колело. Това е най-малкото колело, коего може да функционира с Лего-верижен механизъм, и най-популярното, благодарение на подходящия си размер. От 2011 година, има нова версия с 16 зъбци .

16 teeth gear (with clutch) - 16 зъбна предавка (със съединител - Clutch-захващащ придатък/зъбчат щифт)– част, включена изключително в т.нар.комплекти дарк грей /тъмно сиво/- dark gray, това е зъбчата част, дизайнирана/създадена специално за скоростни кутии - gearboxes. Съответно е по-слаба част от регулярната, обикновена версия и не работи добре с Лего-верижни механизми - doesn’t work well with Lego chain (има тенденция да заспива/да не зацепва добре верига – т.е. боксува, и заради по-късите си зъбци, освен че центърът й не е пригоден за самостоятелно закачане на Лего-ос - it has a tendency to slip on it because of shorter teeth. За разлика от това пък, има уникално приложение при дизайнирането на включвателно-преключващия механизъм при трансмисията-предаване на движение от кормилния   механизъм /а и в скоростната кутия/: - the transmission driving ring. В случай напр. без пръстено-цилиндричния механизъм който има втулка, тези зъбни части увисват на остта /те са с кръгла дупка и нямат захват към оста/, но затова пък могат да се зацепват със стар вид дискове с полу-втулки - halfbush (такива, които имат отвор за ос) и по този начин да бъдат фиксирани към ос/ите.

за пример можете да видите: https://www.youtube.com/watch?v=kznEFrMxZf8 -  2015 Лего Техник - кормилни дискове и зъбни предавки със съединители-захващащи придатъци /2015 LEGO Technic Driving Rings and Clutch Gears/

          20 teeth gear (a single bevel one) - зъбчато колело с 20 зъбци (едностранно-конусообразно - a single bevel one) – това е уголемената версия на едностранно-конусообразното зъбчато колело с 12 зъбци. Среща се рядко и не е истински популярна поради тънкия си профил/тънкото си тяло, което го прави да прищраква /да се приплъзва-отмества при висок въртящ момент.  Обикновено зацепва добре/ се стикова /се слага заедно/ с едностранно-конусообразното зъбчато колело с 12 зъбци или с двустранно-конусообразно зъбчато колело с 20 зъбци - 20 teeth double bevel gear.

20 teeth gear (a double bevel one)  - зъбчато колело с 20 зъбци (двустранно-конусообразно - a double bevel one) – много популярна, силна и надеждна част. Най-често използвана съвместно с конусообразно-зъбчатото колело с 12 зъбци, но също така и в много други конфигурации/комбинации - in different setups.

24 teeth gear (a regular one)  - зъбчато колело с 24 зъбци (a regular one)– друга популярна , силна и надеждна зацепваща част. Има най-малко 3 варианта на тази част, съответно последната версия е най-стабилна. Една от най-необходимите и ползвани части.

            24 teeth gear (with clutch)  – прилепващо към остта - with clutch)– това е специфична, уникална версия на зацепващите части с 24 зъбци, но не бива по наименованието - with clutch да се бърка/ свързва със зъбчатото колело с 16 зъбци, чиито -clutch- бе вид зъбчат придатък-щифт. Тази част е винаги бяла и е в тъмно сиво в центъра, и има уникалната способност плътно да прилепва около остта дори ако се приложи достатъчно висок въртящ момент /има я като задължително приложение в комплектите с двигатели/. Това я прави много полезна и търсена част-предавка, въпреки че е рядко срещана. Най-честото й приложение е в крайни механизми - all steering mechanisms – с ограничения от двете страни, т.е. прилага се, когато моторът-двигателят може да работи само докато достигне до определена крайна точка. Това например включва почти всички механизми за управление /кормилните напр./, където гумите могат да се завъртят само до определен ъгъл, или според горепосочения пример с железопътната бариера, където преградата може да се качи или свали само до определена степен . В този вид механизми зацепващата част се застопорява в крайната точка, така че двигателят може да продължи да работи, докато механизмът вече е стопиран/спрян. Друг пример за механизми в официалните Лего комплекти (напр.в 8297) са моторизираните винч-ове -  motorized winches -  winches или т.нар. лебедки /устройство за повдигане или преместване на товари чрез гъвкав елемент (въже, верига) , навиващ се на барабан или преминаващ през верижно зъбчато колело. В този случай този вид зъбчато колело се използва, за да се осигури че двигателят не се поврежда, когато се достигне до крайният/стопиращ низ в лебедката. Моля, имайте предвид, че тази част се застопорява при много видове специфично-въртьщи моменти – а в повечето случаи вие ще искате тя да се застопори само при крайно-високи въртящи моменти (напр. ще е добре да се уверите, че управляващият механизъм спира да се върти, когато крайната точка е достигната, а не когато колелото срещне препятствие). Това може да се постигне чрез употребата на тази зъбчата част непосредствено до водещата такава:    

24 teeth gear (with crown) -  зъбчато колело с 24 зъбци (с корона– със завити зъбци - with crown) –  това е наистина стар дизайн, т.е. първата сред зацепващите части, която може да се комбинира с други под прав ъгъл / по перпендикулярен начин - could be meshed in a perpendicular manner.. Тук също има най-малко 3 варианта на това зъбчато колело, най-старото и крехкото от вида постепенно подменяно, но уви с не по-стабилни версии. С навлизането на пазара на конусовидните предавки, понастоящем то става сред най-непопулярните зъбчати части; то е слабо и неподходящо за употреба. Въпреки това, понякога може да бъде крайнонеобходимо, което се дължи на необичайната му форма.

Worm gear - спираловидна предавка /спираловидна зацепвща част/– това е зацепваща част с уникални свойства. Първо, тя може да се използва само като водеща /задвижваща и никога като следваща зацепваща част. Удобна е за устройства, чрез които трябва да се подвигне нещо и да се задържи повдигнато - . lift something up and keep it lifted: в този случай спираловидната предавка действа като заключващ механизъм - acts like a lock, който задържа желаната част от устройството подвигнато без това да натоварва двигателя. Съответно спираловидната зацепваща предавка има не малко възможни приложения заради свойствата си, например при много видове кранове-cranes или мотокари - forklifts,  железопътни бариери - railroad barriers, подвижни мостове - drawbridges, лебедки - winches, или общо казано във всеки механизъм, който трябва да задържи нещо стабилно, след като двигателят спре.

Второ, спираловидната предавка е крайно ефикасна за намаляването на оборотите - for gearing down. Теоретично погледнато тя е 8 пъти по-ефикасна спрямо зъбчатото колело с 8 зъбци, защото всяка развивка от спиралата на тази зацепваща част придвижва/завърта-ротира последващото зъбчато колело с отместване от само един зъбец. Затова и спираловидните предавки се използват за намаляване на оборотите – for gearing down, когато има много висок въртящ момент или когато има необходимост от поддържането на ниска скорост, а също и когато ползваното пространство е малко.

И последно, тъй като самата спираловидна предавка се върти около оста на която се поставя - as the worm gear rotates, има тенденция тя да упражнява натиск върху последващото зъбчато колело, а също и тенденция да се приплъзва по продължение на собствена си ос - it has a tendency to push against the follower gear and slide along its own axle. Обикновено тези тенденции трябва да се спрат чрез поставянето на частта в стабилна кутия, но има и определени механизми, в които тези свойства се ползват – като напр. самото придвижване по остта на спираловидната предавка се използва в пневматични системи, които работят с клапи или в автоматизирана разпределителна система

Спираловидната предавка може да бъде комбинирана със всички изброени по-горе зъбчати колела. А най-широката й употреба е в комбинация със зъбчато колело с 24 зъбци:

Може лесно да се използва и с всяка друга зацепваща част. Ето и няколко примера за използването й в саморъчно направени кутии, в които е комбинирана с различни последващи зъбчати части http://sariel.pl/2009/06/worm-gear-casings/. В заделено в цялостния механизъм достатъчно дължимо пространство, според комбинацията с другите съставни части, спираловидната предавка може да се комбинира и със зъбчати колела с конусовидни зъбци

На фшгурата по-горе спираловидната предавка може да се използва в комбинация с две двустранно конусовидни зъбчати колела с 12 зъбци. Но също и с едно двустранно конусивидно зъбчато колело или с две едостранно конусовидно зъбчати колела, или дори с едно едностранно-конусовидно зъбчато колело. Дори е възможно използването/комбинирането й с водеща зъбна рейка - drive racks,  което може да резултира напр. в много компактни стрелочни /като при крановете/ телескопично-удължаващи се механизми;

36 teeth gear (a double bevel one) – зъбчато колела с 36 зъбци (двустранно- конусовидно - a double bevel one)  – това е най-голямата зацепваща част произвеждана понастоящем и единствената на която няма съответствие с сред едностранните конусообразни части. Широко пригодна и удучващо стабилна, но се среща рядко. Обикновено е в черно.. 

40 teeth gear (a regular one) - редово-обикновено – това е най-голямото редово зъбчато колело, което е произвеждано. Използва се рядко заради големия си размер, но понякога е наистина необходимо/полезно.

Това в кратко и общо казано е листата с зацепващи части, от които ако имаме на разположение, бихме могли да избираме (сред тях има някои, които са били подменени – били са стари - така че дори и аз не съм имал възможност да ги пипна с ръцете си.... А по-натакък, по-любопитните ще могат да видят, как влияе размерът на зъбчатите колела - на кои функции се отразява това свойство..Но това ще го оставим за частта "ЗА ПО-НАПРЕДНАЛИ"

Тук по-скоро ни се иска да разгледаме накратко видове мотори/двигатели –според извадка от книгата на Йошихито Исогава “Симпъл маишийнс” - стр  - 78 - 89 
 

В близост – малко подробности за начина на скачване на два вида двигателя, първият от които е на БГ-пазара и което може да ни даде идея какви други части да събираме/търсим

Мотор/двигател - с постамент /цилиндър с постамент/ – тук частите/елементите могат да се смесват – такива с пъпки върху които да се поставя двигателя защото няма отвори/вдлъбнатини по него

Мотор/двигател – цилиндричен  /няма го отделно за продажба на БГ пазара/, но той се сгачва основно с греди

 

А  сега - нека да вземем за пример модел Lego 8883 – един модел, който в момента/до скоро е/или -бе на българския пазар

Важно е да се отговори и на въпроса ”какво” - какъв модел двигател търсим – или как да гледаме интернет страниците с Лего – или за какво можем да питаме в магазина или специалистите като се има предвид, че мерната единица тук е брой пъпки или милиметри и сантиментри

   

Част от комплекта	Ако можежхме да я построим инженерно сами?	Има ли и друг начин	Да се описате да преценим оразмерим части за които нямаме информация
	Сранично погледнат куплунг
Куплунг – връзка за елекричество –  върху него се виждат 2 пъпки.щифчета с които отгоре могат да се поставят други куплунги или плочки/блокчета
	1 Пл-п  - 1х3 2 Пл-п  - 1х2 1 Пл-гл -1х2 жици – 3 извода	1 Пл-п  - 1х3 2 Пл-п  - 1х2 1 Пл-гл -1х2 1 Пл-гл -1х жици – 3 извода	Освен куплунг-плочка – има е  куплунг– тухла разклонител Ако се опитаме да преценим височината 1 стандартна лего техническа тухла = на 3 плочки със същия размер като площ
Двигател погледнат откъм задната стр. с кабел, но и отпред	Минимална.площ на основата, което се вижда ако нанесем 1-вия елемент от таблицата плочка – 2х5 височина? - 3 греди-тухли

фарове		други елементи/ колела в комплекта
	Прекъсвач Мин. Тухла и плочка - 2х4 – като основа
Кутия за батерия – относно която друг важен въпрос е колко още куплунга има и могат ли да се свързват успоредно/едновременно или само последователно напр. фаровете и двигателя мотор	Кутия за батерия 1 извод-куплунг + !? куплунги 4 общо - /по 2 на къса страна на пар-пед- с разстоян греда/ 4 единич греди с височина двойни греди – на греда по 4 странични отвора + 2 отвора	Дължина на блока – плочка 4 на 8 пъпки +2 на 4   Височина на блока – греда 6 = 8 или подсил. Греда – 8 = 10 отвора

Пример за много малък мотор/двигател според книгата “Симпъл маишийнс” на  Йошихито Исогава. Той се отличава с това, че не само е с размерите на лего-техническа тухла 2х2 пъпки, но и по това че за демонстрации на модели се използва за такива за коино е нужна по-малка Мощност /иначе мощността му трябва да е достатъчно голяма за да задвижва и големи модели/

А по-долу може да се види един предходен модел двигател, продаван на Българския пазар и как е възможно той да се скачи с други елементи така че да стане един интересен експериментален модел на автомобил.

А относно Мощността на двигателите – разбира се има такива двигатели, които могат да задвижат и влакова композиция, а други пък – самолети или дори и ракети. Така че това е друг много важен въпрос! Когато се задава/си го задаващ този въпрос, за Мощността на двигателя – това спомага за това да могат да се съобразят частите-елементи, които се ползват и за по-малкото им износване – или за това: дали те трябва да се подсилят.   

За какво още е писал изследователят на Лего - Йошихито Исогава – за неща като Чудеса на колела и Фантастични лудории

http://www.aliexpress.com/item/The-LEGO-Technic-Idea-Book-Simple-Machines/2053279143.html http://www.aliexpress.com/item-img/The-LEGO-Technic-Idea-Book-Fan-Isogawa-Yoshihito/2049613216.html

За да се да имате поне най-обща представа и за Лего - роботиката – ще Ви представим и превод само на съдържанията, на книги, в които се говори за това:

http://isogawastudio.co.jp/legostudio/bookcontentsenglish.html#howtobuild

http://isogawastudio.co.jp/legostudio/bookcontentsenglish.html#howtobuild

        Japanese title : Японско заглавие е - burotsuku de tsukuru kikai no hon

        А на Английски -"How to build machines with bricks" - "Как да изграждаме машини с Лего-тухли" – серия, която се бариза на PDF-книгата "LEGO Technic Tora no Maki" - "LEGO Техник – Тора но Маки".

        А повече примери, ползващи Лего – Майндстормс Некст - LEGO MINDSTORMS NXT двигатели и обяснения на Японски са дадени в следните книги.

        Съдържанието на интернет страницата е на Английски

Japanese title : burotsuku de tsukuru kikai no hon

Red Book – Червена книга	Blue Book – Синя книга	Green Book – Зелена Книга
mawaru tsutaeru kihon no shikumi	hashiru magaru kuruma no shikumi	aruku iroiro fukuzatsu na shikumi
Rotation, transmission and various basic mechanisms  - Ротационни трансмисии и други основни механизми	Running, turning and various automobile mechanisms – задвижващи, сменящи посоката на движението и други автомобилни механизми	Walkers, complex and various mechanisms – Наблюдавайки природата, механизми с много откривателство и фантазия – някои от които вече приложими в ежедневието – напр. ходещи и други комплексни механизми
Part1 – Част 1 010 : Gears – Части със зъбци 013 : Shafts and connectors – дръжки – свързващи щифтове /части 015 : The combination of gears – Прости комбинации на зъбчати части 028 : Using inside cogs of the turntable – Използване на вътрешни зъбчати елементи в дискови/лагерни устройства    030 : The combination of a lot of gears Комбинация от много и различни видове части със зъбци 032 : The gears which change a course into a right angle – Зъбчати части, които променят посоката под прав ъгъл Part2 – Част 2 042 : Powering up with worm gears Задвижване със спиралообразни части 047 : Transmitting power with chains Трансмисия - Предаване на движение/сила чрез вериги 051 : Transmitting power with rubber bands - Трансмисия - Предаване на движение/сила чрез връзки от гума/силикон – ластици 055 : Linear motion with rack gears Линейно движение с не-кръгли зъбчати части 059 : Changing rotary motion into coming and going movement – Промяна на ротационно движение към възвратно постъпателни движения /напред-назад/ 065 : Transmitting power in the free direction - Предаване на сила/движение за свободно/произволно движение 071 : Transmitting power in the distance - Предаване на сила/движение през дистанция /дистанционно/ Part3 – Част 3 074 : Motors and gears – Мотори и зъбчати части 086 : Changing the direction of bricks Промени в посоките на тухлите 096 : Decorating your creations Декорация на на Вашите творения – дизайн или причудливи същества 100 : Making your creations not to be broken easily - Как да правим неща така че да не се чупят лесно    Part4 – Част 4 104 : Various doors – Различни врати 121 : Lifting pieces by a pulley   - Вертикално хоризонтално приплъзгащи се механизми за движения  /чрез скрипец-лебедка -  pulley / 131 : Using rubber bands – Използване на гуменни/силиконови връзки /чрез ластици/ 136 : Excluding the center of the gear – Изместване на центъра в зъбчати колела 148 : Various things with gears – Различни неща, с участието на зъбчати части	Part1 – Част 1 010 : The cars running by a motor Коли, които се движат с мотор 028 : Rotating pieces while running Ротационни части при придвижване 049 : Moving pieces while running Движещи се части при придвижване Part2 – Част 2 064 : The differential gears Диференциали със зъбци 070 : The car with a steering Коли със steering – кормилни колела 082 : The car with a suspension Коли с окачващи се части Part3 – Част 3 094 : Using windup springs Използване на криле с подемната сила на вятъра 104 : The cars which are united – Коли със смесени устройства Хибриди 122 : Going back after bumping against a wall – Постъпателно-Възвратни механизми – Пул бак – оттласкване от стена  Part4 – Част 4 130 : The transmission - Трансмисията 148 : Various cars - Различни коли	Part1 – Част 1 010 : The four-leg walkers – четири-крачни механизми   018 : The two-leg walkers – дву -крачни механизми 026 : The six-leg walkers – четири-крачни механизми Part2 – Част 2 032 : Using the wind – Използване на вятъра 046 : Using springs – Използване на перки/криле 056 : Using air – Ползване на въздушната сила 070 : Using magnets – Използване на магнити Part3 – Част 3 078 : Moving by weights – Движение чрез тежести 086 : Moving by vibration - Движение чрез вибрация 096 : Using lights - Използване на светлини 108 : Using solar panels - Използване на соларни панели 112 : Musical instruments – Музикални инструменти Part4 – Част 4 118 : Chairs and tables – Столове и маси 128 : Moving and stopping – Движения и спирания 140 : The changeover mechanism – механизми за промяна на посоката

По-напредналите, могат да погледна и следните страници:

 https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%BE%D1%80 - Сензор

https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%BE-%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80 – Серво-мотор -

Сервомотор за авиомодели -

http://sxemi.eu/?p=1372 -  Ръководство за Бърз Старт със Серво-моторите ...sxemi.eu/?p=1372

https://www.youtube.com/watch?v=K-iEnWZ5Kew - LEGO EV3 Controlling Power Functions Servo Motor 15 Positions

https://www.youtube.com/watch?v=N8iDY9oTMig - LEGO EV3 Controlling 8 LEGO Motors: Break the EV3 Brick Output Ports Limit

https://www.youtube.com/watch?v=T_Gvuzsngg8 - LEGO Technic Power Functions L motor, Servo motor & receiver V2

https://www.youtube.com/watch?v=Tlcd473Sn_w - Lego LIME Motorized Amphibious Vehicle

По-долу следва съдържанието този път на Майндсторм Некст-Оранжева книга - MINDSTORMS NXT Orange Book – пак на Йошихито Исогава

        The jewel box of ideas – Съкровищница за идеи

        English Table of Contents – Съдържание на Английски език

                Orangebook – оранжева книга

                009 Chapter 1: Introduction – Глава 1. The basics of robots – Въведение. Основи на роботиката

                    010 ---- 1 : What are robots? - Какво са роботите?

                    011 ---- 2 : That is the MINDSTORMS NXT! - Това е Майндсторм НЕКСТ!

                    012 ---- 3 : The NXT - The brain with a power supply – НЕКСТ – за изкуствения интелект и електрическото захранване

                    013 ---- 4 : The servo motors - Turning and stopping precisely -  Серводвигателите - точност при задвижване и спиране

                    014 ---- 5 : Four kinds of sensors – Четири вида сензори

                    016 ---- 6 : Gears, pulleys and shafts - Power transmission – Зацепващи части, скрипци и свързващи щифтове – трансмисия-предаване на енергия

                    018 ---- 7 : Connectors and bushes – Свързващи части и втулки

                    019 ---- 8 : Other parts – Други части

                    021 ---- 9 : The NXT software - Controlling your robot's movements – Софтоуерът НЕКСТ – направлява движенията на Вашия робот

                023 Chapter 2: Sensor - Using sensors – Глава 2: Сензор – Използване на сензори

                    024 ---- 1 : Detecting a light touch – Детектор /Сензор  за светлина

                    025 ---- 2 : Detecting a touch from the front and the back – Отчитане на допир, идващ отпред /с пряк достъп/ и отзад /с непряк достъп/ !?

                    026 ---- 3 : The ON/OFF switch using the touch sensor – Превкючвателят ON/OFF /Вкл/Изключв/ при използване на сензора за допир

                    027 ---- 4 : The rotary switch using the touch sensor – Роторен /Въртящ се/ превключвател /реостат/ при използване на сензор/датчик за допир

                    028 ---- 5 : The ON/OFF switch using a part like a key – Превключвателят ON/OFF /Вкл/Изключв/ използвайки част-елемент като ключ /актуатор/

                    029 ---- 6 : Detecting light by opening and closing a cover – Отчитане на светлина чрез откриване / закриване на сензора / източника 

                    030 ---- 7 : Detecting something which is rolling – Отчитане/откриване на нещо, което се движи - върти

                    032 ---- 8 : Controlling the motor power by changing an interval of clapping – Контролиране на мощен двигател чрез промяна в интервала на пляскане с 2 ръце /сензор за движение/звук

                    034 ---- 9 : Switching tasks by the numbers of claps – Превключване на задачите чрез поредица ръкопляскания с 2 ръце /сензор за движение/звук

                    036 ---- 10 : Measuring distance using the servo motor – Отмерване на дистанция, с помощта на серво-двигател

                    038 ---- 11 : Controlling the motor power with a lever – Контролиране на мощта на двигателя чрез лост 

 

                    040 ---- 12 : Using the NXT button as a touch sensor – Ползване на НЕКСТ бутоните като сензори за допир

                    042 ---- 13 : The theremin

                043 Chapter 3: Motor - Using motors - Глава 3 - Двигател – Използване на Двигатели

                    044 ---- 1 : The simple car – Обикновена кола

                    046 ---- 2 : Changing speed and power with a gear – Промяна на скорост и мощ чрез зацепваща част

                    048 ---- 3 : Powering up with worm gears – Предаване на сила чрез червяк

                    050 ---- 4 : The coming and going movement – Възвратно-постъпателни движения

                    052 ---- 5 : The piston movement - Движението на буталата

                    054 ---- 6 : Moving and Stopping - Intermittence movement - Движение чрез прекъсване /накъсано движение/

                    056 ---- 7 : Transmitting power to the free angle of the axis  - Предаване на мощност при произволно избран ъгъл на остта

                    058 ---- 8 : Transmitting power with rubber bands -  Предаване на мощност с гумени ремъци

                    059 ---- 9 : Changing the direction of the axis by using rubber bands – Промяна посоката на осите, чрез гумени ремъци

                    060 ---- 10 : Changing the center of a gear – Промяна / Изместване на центъра в зъбчато колело

                    062 ---- 11 : Rotating something attached to the upper part of the machine – Завъртане на някакъв елемент прикачен в горната част на машина

                    063 ---- 12 : Rotating something attached to the front of the machine – завъртане на някакъв елемент прикачен в предната част на машина

                    064 ---- 13 : Going straight, and curving backward – Задвижване напред и правене на завой назад

                    066 ---- 14 : The car with a suspension – Кола с окачвания 

                    068 ---- 15 : The differential gears – Диференциални зъбчати колела

                    070 ---- 16 : The car with a steering – Кола с кормилно управление

                    073 ---- 17 : The 4WD car - /Four-wheel drive/ - 4ВД – кола /4×4/

                    074 ---- 18 : The car which turns its arms – Устройство, което обръща раменните си части….

                    075 ---- 19 : The car which runs using its forelegs  - Устройства, които се движат на четири крака

                    077 ---- 20 : The simple biped walker - проста двукрака ходешо устройство

                    079 ---- 21 : The four-leg walking machine -  ходещо устройство на 4 крака

                    080 ---- 22 : The six-leg walking machine -  ходещо устройство на 6 крака

                    082 ---- 23 : Moving by vibration – движение чрез вибрация

                    084 ---- 24 : Shooting balls – изстрелване на топки

                    086 ---- 25 : The low/high transmission – ниска и висока трансмисия -

                    087 ---- 26 : Rotating four axis – въртене/завъртане на 4 оси

                    090 ---- 27 : Switching tasks by changing the rotatory directions of the motor – превключване на задачи чрез смяна на ротационната посока на движение

                095 Chapter 4: Motor & Sensor - Using motors and sensors - Глава 4 - – Двигатели и сензори – използване на двигатели и сензори

                    096 ---- 1 : The car which stops at an edge of a table – Експериментална количка, която спира на ъгъла на маса

                    098 ---- 2 : Controlling the motor power by the sound volume – Контрол на мощта двигателя чрез сила на звука

                    100 ---- 3 : The car keeping a distance from the forward obstacle – Кола, държаща дистанция от отдалечено препятствие

                    102 ---- 4 : The car which moves like an inchworm -  Кола, движеща се като червей.

                    104 ---- 5 : The simple line tracer – Просто устройство прокарващо линии/следи

                    106 ---- 6 : Changing gears by claps – Промяна в посоката на зъбчатите колела чрез пляскане

                    109 ---- 7 : The winch – Скрипец/Лебедка

                    112 ---- 8 : The automatic door – Автоматична врата

                    114 ---- 9 : Comparing weights by the servo motor – Преценяване/Сравняване на тежести чрез серво мотор

                    117 ---- 10 : The fan - Вентилатор

                    120 ---- 11 : The flower blooms by light – Разцъфтяващо цвете чрез светлинен сензор

                    124 ---- 12 : The robot which changes an expression – Робот, който променя експресията си

                Point - Точка

                    012 ---- Recommendation of the rechargeable batteries – препоръки за презареждащи се батерии

                    017 ---- Other gears – други зъбчати части

                    020 ---- Other technical parts – други технически части

                    020 ---- Compatibility with other LEGO bricks – Съвместимост с други Лего-плочки

                    025 ---- Pliers with rubber – Клещи/щипци с гума

                    044 ---- Other tires – Други колела

                    051 ---- Using windup springs – Използване на навити за разлика от лентовите пружини

                    054 ---- Using rubber bands – Използване на гумени ремъци

                    057 ---- The universal joint – Универсални връзки /коленни стави

                    065 ---- Mechanical method or software method? - Механичен или сдофтуерен метод

                    067 ---- Using springs – Използване на пружини

                    069 ---- The differential gears – Диференциални зъбчати части

                Column - колона

                    047 ---- The gear ratio – отношения между зъбчатите части

                    071 ---- Let's look for unique mechanisms in the town – Да погледнем за уникални механизми в града

                    094 ---- A folding chair and a bicycle stand – Сгъваем стол и поставка за колело

                    111 ---- The pullback car – Кола с възвратно постъпателен механизъм

ISOGAWAYoshihito

За какво става дума в тази книга

                    (Това е превод на предговора, който е на стр.2 и 3 в книгата.)

                    Можете да построите всички модели, описани в книгата.

                    Дори и да имате само 1 комплект от Майндстормс Некст - MINDSTORMS NXT, можете да построите всичски модели, появяващи се в книгата. Няма защо да се отчайвате заради липса на части. Не е необходимо да набавяте никакви допълнително части.

                   Така че, моля, започнете да изграждате моделите в пространството.

-   Yoshihito ISOGAWA – Йошихито Исогава

"ЛЕГО ЗА ПО-НАПРЕДНАЛИ"

А сега нека пак да се завърнем към няколко основни теоретични правила, които само биха ни помогнали в практиката. Т.е. следва частта за по-напреднали и ще продължим с точки 4 , 5 и 6 от материала на Пауъл Кмиеч - Pawel Kmiec  - "Sariel" - http://sariel.pl/2009/09/gears-tutorial/ /:

4 Видове връзки / сглобки между зъбчатите зацепващи части 4. Gear ratios; 5. Ефикасност -  5. Efficiency; 6. Засечки   -6. Backlash -

4. Видове взаимодействия и отношения между зацепващите части

Според Уикипедия Wikipedia, -  https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%BD%D0%BE_%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5  предавателното отношението между зацепващите части е вида взаимодействие между броя на зъбците на две зъбчати колела, които са монтирани /зацепени заедно /sprockets connected/ или на две зъбни колела свързани с верига /с обща ролкова верига - roller chain/, или окръжността /the circumferences/ на две ролки /макари - two peys/ свързани посредством ремък /ремъчна предавка - drive belt/. Но ние няма да се занимаваме с ролки/макари в настоящия текст, а относно предавателното отношение между зацепените колела, които са и обхванати с обща верига то е същото както между директно монтирани зъбни колела. Така предавателното отношение между две зъбчати колела е просто:

броят на зъбците на последващото зъбчато колела към /:/ броят на зъбците във  водещото/задвижващото зъбчато колело

number of follower’s gear teeth : number of driver’s gear teeth

И тъй като пространството между всяко зъбно колело е едно и също, чрез преброяването на броя на зъбците е най-простия начин за изчисляване на обиколката на зъбчатото колело. А /предавателното/ отношение е основно отношението между обиколките на зъбните колела.

За какво ни служи изчисляването на предавателното отношение? Основно, за да може да се изчисли финалната скорост на механизма и въртящият момент, който се създава. Да разгледаме едно зъбчато водещо/задвижващо колело с 8 зъбци и последващо зъбчато колело с 24 зъбци. От секция 1 на настоящия текст сме научили, че тази конфигурация е - gearing down – намаляване на оборотите: т.е. спечелваме въртящ момент /височина/, но загубваме от скоростта. Съответно предавателното отношение е 24:8, което е равно на 3:1. Моля да отбележите, че това е обща практика да се изчислява предавателното отношение, така че отношението да завършва на  1. Защо? Защото гледайки, че предавателното отношение е 3:1 лесно бихме могли да разберем, че оборотите/скоростта е намалена 3 пъти, което означава, че 3 оборота от водещото/задвижващото колело / от входната ос резултира/се отразява в 1 оборот в последващото зъбчато колело – съответно - в изходната ос. Така, намаляването в скоростта резултира/се отразява в обратно пропорционално повишаване на въртящия момент, т.е ние ще знаем, че въртящият момент се е увеличил 3 пъти.

Да разгледаме и противоположния пример: имаме водещо/задвижващо зъбчато колело с 20 зъбци и последващо зъбчато колело с 12 зъбци. Отношението между зъбците е 12:20, което е равно на 0.6:1. Кеото означава, че има необходимост едва от 0.6 оборота във водещото/задвижващото зъбчато колело, за да се постигне 1 оборот в последващото зъбчато колело. По този начин се печели 40% скорост, но затова пък се губи 40% от въртящия момент.

Както може би сте забелязали, много по-лесно се изчислява увеличаването на оборотите - gearing up – за разлика от намаляването на оборотите – gearing down чрез разглеждане на предавателното отношение. Ако първото число в предавателното съотношение е по-голямо от второто (като напр 3:1), това е намаляване на оборотите – или т.нар. редуциране на оборотите /на някои места се говори по-скоро за т.нар. механизъм - редуктор/. Ако първото число от предавателното отношение е по-малко от второто (като напр. 0.6:1), това е повишване в оборотите - gearing up – а също и т.нар. предавателно-скоростно ускорение – акселерация или овърдрайв /на някои места се говори по-скоро за т.нар.устройство – мултипликатор – , което увеличава/мултиплицира оборотите в 1 двигател/. Ако имаме отношение между зъбците 1:1 , скоростта и въртящият момент остава същите, подобно на позлването на т.нар. междинни или паразитни зъбчати колела.

За повече информация за това що е редуктор и мултипликатов в механиката, можете да видите https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80

За сега можем да изчислим предавателното отношение на 2 зацепени едно към друго зъбчати колела, но какво би станало ако са включени повече зъбчати колела в един механизъм? В случайя ще игнорираме /няма да вземем под внимание/ всички междинни/паразитни зъбчати колела и ще изчислим предавателното отношениете за всички двойки/чифтове с водещо/задвижващо и последващо-предаващи зъбчати колела. Тогава, за да се достигне до финалното предавателно отношение на цялостен механизъм  - просто ще умножим броя предавателни отношения. Да разгледаме механизъм от секция 3, с 2 две двойки от зъбчати колела от които водещото с 8 , а последващото колело е с 24 зъбци. Предавателното отношение на първия чифт колела е 3:1, такова е отношението и във втората двойка колела. Ако умножим тези предавателни отношения – ще получим финално предавателно отношение  9:1 – което е вярно и точно.

А сега нека да се върнем към примерите от секция 2 с междинни/паразитни и не-междинни зъбчати колела, където да изчислим предавателните отношения:

Нека разгледаме лявото множество от зъбчати колела. То се състои от два чифта зъбчати колела, от които: в единия чифт  водещото е с 8 зъбци , а последващото е с 16 зъбци, а при втория чифт водещото колело е с 16 зъбци, а последващото с 20 зъбци (нека приемем, че още не знаем дали има междинни/паразитни колела в системата; и да изчислим предавателното отношение на всеки чифт по отделно). Тогава ще видим, че отношението в първата двойка е 2:1, а отношението във втората двойка е 1.25:1. Ако умножим тези две отношения, ще се получи следното отношение 2.5:1. 2.5:1, което е равно на 20:8 – което е отношението само на първото и последното зъбни колела. Т.е. както можете да видите, междинните/паразитни зъбчати колела не са повлияли/не са променили въобще отношението, заради което можем да ги игнорираме/да не ги взимаме под внимание /при следващи изчисления.

А сега нека да разгледаме дясното множество от зъбчати колела. Състои се от други два чифта зъбчати колела: в единия чифт водещото е с 8 зъбци, а последващото колело е с 16  зъбци, а във втория чифт – водещото зъбчато колело е с 24 зъбци, а последващото - с 20 зъбци. Предавателното отношение на първата двойка е 2:1, а отношението на втората двойка е   0.833:1. Ако умножим тези отношение, крайното отношение е равно на 1.66:1 – което разбира се е различно от 2.5:1 (само отношението между първото и последно зъбчато колело). Тук се вижда че междинното зъбчато колело не е паразитно, т.е. то влияе на предавателното отношение в последното зъбчато колело и на системата като цяло, и съответно действието им не може да се игнорира.

И последно, нека видим как може да се изчисли предавателното отношение ако се използва и спираловидна предавка? Това е даже по-просто:

number of follower’s gear teeth : 1

броят на зъбците в последващото зъбчато колело към /:/ 1

И това е така, защото както бе споменато по-рано, единичен оборот в спираловидната предавка завърта/ротира последващото зъбчато колело с 1 зъбец. Затова са необходими 24 оборота в спираловидната предавка за да може да се завърти 1 път цялостно зъбчато колело с 24 зъбци, и тук вярното предавателно отношение е 24:1 .

За улеснение, можете да използвате следния калкулатор, за да изчислите предавателните отношения на Вашите Лего-механизми. this calculator 

5. Ефикасност

Вече имаме някаква теория като основа, т.е. вече можем да се върнем обратно към практиката, което за съжаление е малко тъжно. Всяко зъбчато колело, което ползваме има своята тежест и произвежда триене - and generates some friction, което трябва да се надмогва ако искаме колелото да се завърта – да се ротира. Така всяко зъбчато колело в нашия механизъм ползва част от движещата сила на двигателя, и ефикасността на зъбчатото колело ни показва, колко механична сила се предава и колко се губи. За съжаление, ужасно трудно е да се изчисли индивидуалната ефикасност на всяка зацепваща част, и доколкото ми е известно няма изработена достатъчно надеждна спецификация за ефикасността на Лего-зъбчатите колела. Но това, което знаем е, колко енергия/сила се губи, така че можем спокойно да изведем две основни правила за максимална ефикасност:

– the less gears, the better – по-малко зъбчати колела – по-добре – the smaller gears, the better – по-малки зъбчати колела – пак е по-добрия вариант.

Може да звучи тъжно, но това означава че предавателното отношение между две зъбчати колела теоретично погледнато трябва да е  1:1 . Ако има много зъбчати колела, има загуби, така реалното предавателно отношение би трябвало да е 1.и нещо към /:/1. Единственият механизъм, в който подобно отношение - 1:1 е възможно при двигател, който е свързан директно към крайно зъбчато колело – аз съм направил таъв модел, където задвижващият мотор бе свързан директно към колелата, за да се постигне ефикасност от 1:1.

A кокво може да се каже за предавателно-скоростно ускорение – акселерацията? Да, очевидно е че в зъбчатите колела може да се достигне до предавателно отношесие напр.1:6 , което абстрактно погледнато ще повиши страхотно скоростта. Но всъщност, на практика,  коефицентът /отношението/ между финалната скророст и финалния въртящ момент ще бъде по-малък от коефицентът, който има двигателя като отношение между оригинална скорост и въртящ момент – и това е имено поради горепосочените причинители на загуби, които няма как да изчислим и вземем под внимание. Употребата на зъбчати колела винаги включва и загуби, затова ако искате да транформирате скоростта и въртящия момент, винаги трябва да помните, че реално, спрямо изчисленията ви – ще има известни загуби.

Но има 2 вида механизми, в които ефикасността е от съществено значение. Първият е скоростната кутия с трансмисионни задвижващи валове - gearbox with transmission driving rings. Този вид  скоростна кутия използва множество зъбчати колела с щифт- clutch,  с 16 зъбци, и докато всички тези зъбчати колела са задвижващи, само някои от тях предават/трансферират същинското движение. Което означява че някои от тези зъбчати колела – дори по-голямата част от тях, ако скоростната кутия има повече от 4 скорости – използва мощта на двигателя за нищо. Това са т.нар. мъртви зъбчати колела - dead gears, които са дори по-пречещи от т.нар междинни/паразитни зъбчати колела - idler gears, защото последните би трябвало да предават движение от едно място на друго, докато мъртвите зъбчати колела изобщо нямат такава функция-задача. А не могат да бъдат премахнати от скоростната кутия, защото всяко отделно зъбчато колело използва различно множество – набор от зъбчати колела, за да трансформира определен вид движение. Това означава, че дадено зъбчато колело може да работи като мъртво - as a dead gear за 1-во, 2.ро и 3-то зъбчато колело, но имено то е необходимото за трансформирането на движението за 4-то зъбно колело. Така скоростна кутия с много мъртви зъбчати колела работи по-добре, спрямо друга такава с по-малко такива колела. И когато има голямо намаляване на зъбните колела – това позволява двигателят да използва по-малко от мощността си, за да изпълнява първичната си функция/задача, така двигателят има достатъчно мощност за да се управляват/задвижват и мъртвите колела - the dead gears. Аз напр. съм се опитал да създам наръчник за скоростна кутия с 10 скорости – и ако имате случай да видите видеото ще забележите, че двигателят все повече и повече се пресилва/форсира/напряга докато зъбчатите колела преминават от 1-во към 2-ро, към 3-то и т.н. Всъщност малко след тази публикация-наръчник, просто от любопитство, се опитах да построя 14-степенна скоростна кутия. Когато я свързах с двигател PF XL motor, той просто спря/блокира и не можа да задвижи скоростната кутия дори на първа скорост, въпреки превъзвходния си въртящ момент.

А вторият механизъм /в който ефикасността е от съществено значение / е… спираловидната предавка с конусообразна зъбчатост. Както споменах по-горе, спираловидната предавка е популярна, защото предлага изключително висока редукция/намаляване в предавателния момент на движението. Но всъщност, от гледна точка на ефикасността, това е най-лошата зацепваща част – според някои източници, тя черпи/ползва почти една трета от мощността на двигателя, което се дължи на високото съпротивление - due to high friction (а съпротивлението, бе основна причина, заради която спираловидната предавка не можеше да бъде последваща част). Разбира се не по-маловажна причина е и нейната тенденция да се приплъзва по продължение на собствената й ос. Съпротивлението е толкова високо,  че спираловидната предавка загрява ако трябва да задържи въртящ момент за по-дълъг интервал/период от време. Спираловидните предавки, разбира се остават незаменими за някои случаи като приложения - applications, но общо казано – трябва да се използват само тогава, когато е необходимо.

6. Засечки / блокажи

Зъбците на зъбните колела засичат/заклещват се/блокират - backlash и това е общо казано комплексен проблем при тях (за повече информация, на английски, можете да видите https://en.wikipedia.org/wiki/Backlash_%28engineering%29  / Блокировки на диференциалите (видове и начин на работа) /, а на български – др. обща информация за зъбните колела – можете да намерите на следните страници - Зъбно колело  - https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D1%8A%D0%B1%D0%BD%D0%BE_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BB%D0%BE    и - Скоростна кутия https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B0_%D0%BA%D1%83%D1%82%D0%B8%D1%8F    Диференциал (техника)  https://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB_%28%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0%29 ). За целта на Лего-механиката, това, което можем просто да имаме предвид е че засечките се появяват при свободно пространство, което се появява/ при монтаж между зъбците  на две съседни зъбни колела - of two adjacent gears. Идеално / абстрактно погледнато, такива разстояния между зъбците не би трябвало да се появява въобще, а зъбците би трябвало да се напасват при пълен контакт едно към друго. Подобно сцепление е много трудно постижимо със стандартните зъбни колела (моного по-лесно е постигането при наличието на щифт). Всъщност, ако се опитаме да изведем някакви правила, то те биха били следните:

– при регулярните зъбни колела се получават повече блокировки отколкото при конусувидните – regular gears generate much greater backlash than the bevel ones 

– коклоко по-малки са колелата, толкова по-големи приклещвания се получават – the smaller the gear, the greater the backlash

– поотделните засечки между които и да било двойки зъбни колела резултира в сумарна блокировка - the backlashes of any two meshed gears sum up

Така, лесно може да се предположи, че зъбно колело, което е с 8 зъбци може да взриви ситуацията, когато става дума за засечки. Сред регулярните зъбчати колела, това, което е с 40 зъбци генерира най-малките блокировки. Относно конусовидните зъбни колела, разликите в предизвикваните засечки са доста посмекчени, което се дължи на различния дизайн на зъбците – всяко конусовидно колело генерира няколко пъти по-малки засечки отколкото в случая с 8-зъбното регулярно колело. А както бе посочено по-горе, всички засечки между зъбни колела се сумират, затова би било добра идея да се използват регулярни зъбни колела в комбинация с конусовидни – тогава резултиращата засечка е по някакъв начин редуцирана/намалена.

Какво се получава при червяка -  the worm gear? Отново, за тази зъбчата част е уникално установено че практически почти не допуска засечки. Това обаче не означава че механизмите със спираловидни предавки имат 0 засечки – уви и при тях все още се срещат такива в последващата зъбчата част -  the follower gear. Така напр. при механизми с червяк и зъбчати колела с 16 зъбци винаги ще има повече засечки, отколкото при монтиране на червяк с  последващо. Тук пак е препоръчително използването на конусовидно зъбчато колело, което се дължи на относително незначителните засечки при тях- backlash.

Защо засечките са нещо лошо? Нека да разгледаме кормилно/управляващ механизъм с големи колела, задвижван от мотор-двигател, който е редуциран 27 пъти – което означава, че механизмът е бил съставен от 3 двойки от 8-зъбчати водещи зъбни колела и 24-зъбчати последващи зъбни колела. Трите 8-зъбчати водещи зъбни колела заедно генерират толкова голяма засечка,  че ще влошат не само точността в кормилния механизън, но и при водещите колела ще се получи луфт – нестабилност-разклащане в механизма, така че напр. и при най-малкото препятствие – те ще се отклоняват.

Но всъщност засечките, обикновено не се считат за реален проблем при превозните средства (изключение правят само най-големите сред тях), въпреки което е все пак остава притеснително, когато се изисква някаква точност. Напр. при много видове кранове, подвижни мостове – или дисково-обръщателни платформи- turntables засечките-блокажи стават начесто. Тогава най-добрият начин това да се избягва е чрез ползването на пневматични, наместо механични механизми или да се използват лего линейни актуатори - LEGO Linear Actuator - 5003110 / LEGO Linear Actuator 61927 – една сред лего-механичните части, която понастоящем има възможно най-малко блокажи-засечки.  - . The best way to avoid it is to consider the use of pneumatics instead of mechanics, or the use of linear actuators which currently have the least backlash out of all the mechanical parts produced by Lego.

Ако искате да надникнете вътре в самите Лего-двигатели, макар че за по-малките може да им изглежда като че да влизат в истински завод за автомобилостроене, авторът Пауъл Кмиеч препоръчва да видите следните страници, където под снимки като тези по-долу са изброени на Английски характеристиките на Лего-двигатели.

http://www.philohome.com/motors/motorcomp.htm  !!! - vidove motori

http://www.philohome.com/motors/motor.htm - Lego® Technic Motor (43362) internals 

http://www.peeron.com/inv/parts/2986  - nai – malak motor

http://www.peeron.com/inv/sets/8082-1  - komplekt sadarja6t 2 motora

http://www.philohome.com/motors/motor.htm - Lego® Technic Motor (43362) internals  

А за по-любопитните, предлагаме да надникнат в следния линк към блога на Пауъл Кмиеч, където, могат да видят, неща, които се изследват понякога в Лего –лабораториите – например пневматична и трафик системи.

http://sariel.pl/2009/09/automated-trafficators-system/ А кликвайки на подчертаното в синьо на стр. На Кмиеч ще Ви отведе към съответните интернет под-страници.ертаното в синьо на стр. На Кмиеч ще Ви отведе към съответните интернет под-страници.

Finally, as the worm gear rotates, it has a tendency to push against the follower gear and slide along its own axle. Usually this tendency has to be stopped by a strong casing around the worm gear, but there are certain mechanisms that use it to move worm gear from one place to another, for instance my pneumatic autovalve or my automated trafficators system

Ето кави неща се правят понякога в Лего-лабораториите, за да можем, когато конструираме с Лего-брикс частите - да ни е приятно и забавно – чрез всичките възможности, които те предлагат,  ръководени, може би, от мотото-девиз на Оле Кърк Кристиансен и Lego Групата –"само най-доброто е най-добро" или "най-доброто никога не е твърде добро"....

Но по-важно е ако от време на време се замисляте за какво служи всяка част. В съвременните модели Лего, всяка отделна част си има номер и подномер  - за цвета в който тя Ви е необходима!

  

Надявам се, че този материал Ви е заинтригувал, и че ще спомогне и още повече да се насладите от работата с Лего техник. Тук ще се опитаме дори да перифразираме казаното по-горе от г-н Йошихито Исогава: 

За какво става дума в тази книга?  Можете да построявате всякакви Лего-модели /дори понякога помагайки си със съвместими Лего-части/.... Дори и да имате само няколко Лего-техник комплекта не се отчайвайте дори и да не можете да отидете на курс по Майндстормс Некст - MINDSTORMS NXT /още повече че никога не знаете предварително – кой какво може да Ви преподаде /-има толкова интересни Лего-модели за построяване. Ползвайте и по-детските, елементарни книжки  на г-н Исогава и можете да построите всякакви модели, появяващи се и в интернет – като предварително проверит наличността на лего-частите при себе си или в близките магазини . Няма защо да се отчайвате заради липса на части. Не винаги е необходимо да набавяте допълнително части. Модерното общество е пълно с виртуални неща, но и при Лего вече има не-малко виртуални игри и апликации за мобилните Ви устройства. Понякога и ние се натъжаваме и ядосваме, че деца растат без да познават реалността, и че вече възрастни хора понякога се объркват в реалностите . Майндстормс Некст - The MINDSTORMS NXT и Лего-брикс-тухлите са истински, реални..Децата чуват звука от мотора и колелата. Понякога им е трудно да натиснат с пръсти зъбчата част или да я извадят. Това е истинско, реално, и те придобиват неоценим опит. Майндстормс Некст - The MINDSTORMS NXT и Лего-техник са много скъпи играчки. Въпреки това, и ние мислим, че са интелектуално-образователни играчки – и че усилията могат да си струват/могат да се увенчавват с успехи – стига човек да има желание освен да строи – тук там и да попрочита някои материали и да ги осмисля сам – а понякога да ги обсъжда с приятели. Разбира се, препоръчвам Лего-комплектите и за възрастни, които имат сърцата на децаl.

                Наслаждавайте с Лего-брикс-тухлите – това е реалност.

07.2016