NIEOFICJALNY PRZEWODNIK KONSTRUKTORA LEGO TECHNIC

Transkrypt

1 Paweł Sariel Kmieć NIEOFICJALNY PRZEWODNIK KONSTRUKTORA LEGO TECHNIC Przekład: Maria Chaniewska APN Promise, Warszawa 2013

2 szczegółowy spis treści słowo wstępne... xv przedmowa... xvii podziękowania... xviii CZĘŚĆ I PODSTAWY 1 podstawowe pojęcia... 3 prędkość... 3 moment obrotowy... 3 moc... 3 tarcie... 4 przyczepność... 4 opór toczenia... 4 luz... 5 sprawność... 5 pojęcia dotyczące pojazdów... 5 wał napędowy... 6 układ napędowy... 6 przeniesienie napędu... 6 kąt skrętu... 6 promień skrętu... 6 rodzaje napędów... 7 rozkład masy... 7 środek ciężkości... 7 prześwit podstawowe jednostki i części... 9 klocek Technic... 9 piny do łączenia i obracania belki alternatywa bez studów połowa studa jako minimalna jednostka konstrukcyjna dwa triki konstruowanie co pół studa ze studami czy bez? ewolucja LEGO budowanie ze studami wzmacnianie konstrukcji ze studami zalety konstrukcji ze studami wady konstrukcji ze studami... 20

3 budowanie bez studów tworzenie sztywnych połączeń bez studów zalety konstrukcji bez studów wady konstrukcji bez studów łączenie technik czerpanie inspiracji z zestawów Technic metody łączenia klocków i belek parzyste a nieparzyste osie, nakładki i przeguby osie osie standardowe osie zmodyfikowane osie elastyczne nakładki nakładka ½ nakładka zwykła nakładka z pinem długim przeguby Cardana CZĘŚĆ II MECHANIKA 5 koła zębate i podstawy przenoszenia mocy koła napędzające, napędzane i pośredniczące przełożenia sprawność a koła zębate luz a koła zębate określanie kierunku obrotu rodzaje kół zębatych przekładnia ślimakowa koło zębate z 8 zębami koło zębate stożkowe jednostronne z 12 zębami koło zębate stożkowe dwustronne z 12 zębami koło zębate z 14 zębami koło zębate z 16 zębami koło zębate z 16 zębami i sprzęgłem koło zębate stożkowe jednostronne z 20 zębami koło zębate stożkowe jednostronne z 20 zębami i otworem okrągłym koło zębate stożkowe dwustronne z 20 zębami koło zębate z 24 zębami Koło zębate z 24 zębami i sprzęgłem koło zębate z 24 zębami i koroną koło zębate z 36 zębami koło zębate z 40 zębami obudowy dyferencjału viii SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI

4 obrotnice knob koło zębate z zestawu Hailfire Droid wycofane koła zębate łańcuchy i krążki łańcuchy krążki wielokrążki wielokrążek zwykły wielokrążek różnicowy wielokrążek potęgowy dźwignie i prostowody dźwignie klasy dźwigni od dźwigni do prostowodów prostowody prostowód Czebyszewa prostowód Hoekena pantograf komórka Peaucelliera Lipkina prostowód Sarrusa prostowód Scotta-Russella mechanizm nożycowy prostowód Watta rozwiązania mechaniczne własnej konstrukcji mocniejszy dyferencjał blokada dyferencjału dyferencjał własnej konstrukcji oś z blokadą dyferencjału mechanizmy zębatkowo-zapadkowe sprzęgła liniowe mechanizmy mimośrodowe mechanizmy jarzmowe mechanizm jarzmowy łączniki Oldhama łącznik Oldhama łączniki Schmidta silniki krokowe mechanizm maltański mechanizm maltański światła cofania migacze SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI ix

5 kierunkowskazy złożone kierunkowskazy przenoszenie napędu dwiema osiami przez obrotnicę przenoszenie napędu przez dwie osie i obrotnicę mocny przegub Cardana przegub Cardana system pneumatyczny LEGO stary system nowy system przegląd części pneumatycznych pompa pneumatyczna (stary system) pompa pneumatyczna (nowy system) mała pompa pneumatyczna (nowy system) blok rozdzielczy (stary system) zawór ze studami zawór bez studów (nowy system) duży siłownik (stary system) siłownik 6L (stary system) mały siłownik (nowy system) duży siłownik z podstawą kwadratową (nowy system) duży siłownik z podstawą okrągłą (nowy system) rurki i przewody pneumatyczne trójnik (stary system) trójnik (nowy system) złącze przewodów z otworem krzyżowym (nowy system) klamra do siłowników zbiornik powietrza manometr modyfikacje systemu pneumatycznego przewody nie produkowane przez firmę LEGO zbiorniki powietrza nie produkowane przez firmę LEGO usuwanie sprężyn, aby utworzyć kompresory zasilane zawieszenia pneumatyczne zamiana systemu pneumatycznego w hydrauliczny urządzenia pneumatyczne kompresory napędzane silnikiem elektrycznym kompresor kołyszący zawory sterowane silnikiem elektrycznym zawór automatyczny zawór sterowany silnikiem elektrycznym zawór automatyczny automatyczny przełącznik ciśnieniowy silniki pneumatyczne silnik jednocylindrowy x SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI

6 silnik pneumatyczny dwucylindrowy silnik pneumatyczny dwucylindrowy z suwakami prezentacja konstruktora działająca ciśnieniowa pompa wodna solidne konstrukcje przyczyny rozłączania się części znajdowanie słabych ogniw wyznaczanie miejsc wzmocnień właściwe sposoby wzmacniania zasady wzmacniania wzmocnione obejmy dyferencjału cztery wzmocnione obejmy dyferencjału wzmocnione obejmy przekładni ślimakowej trzy wzmocnione obejmy przekładni ślimakowej struktury nośne podłużnice, podwozia i ramy kratownice wybór właściwej kratownicy wybieranie najmocniejszych części CZĘŚĆ III SILNIKI 12 przegląd silników LEGO , pierwszy silnik 9V , popularny i mocny silnik 9V , lżejszy silnik 9V , silnik 9V w półprzezroczystej obudowie Micromotor silnik NXT silnik E systemu Power Functions silnik Medium (M) systemu Power Functions silnik L systemu Power Functions silnik XL systemu Power Functions silnik Servo systemu Power Functions silnik RC system LEGO Power Functions ręczne sterowanie silnikami zdalne sterowanie silnikami źródła zasilania pojemnik na baterie AA pojemnik na baterie AAA akumulator SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI xi

7 odbiornik piloty pilot podstawowy pilot z regulacją prędkości modyfikacje pilotów pilot podstawowy z kierownicą pilot podstawowy z dźwignią na boki pilot kontroli prędkości z centralną kierownicą siłowniki liniowe siłownik liniowy duży siłownik liniowy mały siłowniki liniowe a elementy pneumatyczne kable przedłużające różne elementy przełącznik diody świecące CZĘŚĆ IV MECHANIKA ZAAWANSOWANA 14 układy kierownicze pojazdów kołowych podstawowe układy kierownicze LEGO układ kierowniczy z centrowaniem geometria skrętna Ackermanna proste ramię skrętne z geometrią Ackermanna zbieżność osi układy zawieszenia pojazdów kołowych osie napędzane układy zawieszenia: koncepcja i kategorie rodzaje zawieszeń niezależne zawieszenie o dwóch wahaczach poprzecznych zawieszenie typu Tatra zawieszenie kolebkowe zawieszenie z wahaczami wleczonymi (zawieszenie osi pływającej) osie kierowane i zawieszone zawieszenie kolebkowe z obrotnicami stabilizowane zawieszenie kolebkowe osie portalowe (zwolnice) stabilizowane zawieszenie kolebkowe z osią portalową zawieszenie typu Tatra stabilizowane czterema amortyzatorami zawieszenie niezależne oś pływająca z czterema cięgnami osie sterowane i zawieszone kolebkowa oś kierowana niezależna oś kierowana xii SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI

8 osie napędzane, kierowane i zawieszone oś niezależna wzmocniona portalowa oś kolebkowa oś kolebkowa z przekładnią ślimakową pojazdy i zawieszenia gąsienicowe gąsienice gumowe gąsienice plastikowe układy kół w pojazdach gąsienicowych układy zawieszenia wózki zawieszenie z wahaczami wleczonymi na amortyzatorach zawieszenie z wahaczami wleczonymi na drążkach skrętnych eksperymentowanie z kołami jezdnymi skrzynie biegów typy skrzyń biegów działanie pierścieni skrzyni biegów LEGO projekty skrzyń biegów biegowa synchronizowana skrzynia biegów biegowa sekwencyjna mocna skrzynia biegów biegowa skrzynia biegów z silnikiem RC biegowa obiegowa skrzynia biegów biegowa zapadkowa skrzynia biegów biegowa sekwencyjna skrzynia biegów biegowa skrzynia biegów z dwiema dźwigniami biegowa synchronizowana skrzynia biegów biegowa sekwencyjna skrzynia biegów biegowa synchronizowana skrzynia biegów bezstopniowa skrzynia biegów skrzynie rozdzielcze biegowa synchronizowana skrzynia biegów biegowa sekwencyjna mocna skrzynia biegów biegowa skrzynia biegów z silnikiem RC biegowa obiegowa skrzynia biegów biegowa zapadkowa skrzynia biegów biegowa sekwencyjna skrzynia biegów biegowa synchronizowana skrzynia biegów biegowa synchronizowana skrzynia biegów bezstopniowa skrzynia biegów sumatory i subtraktory sprzęganie na sztywno sprzęganie silników przy użyciu sumatorów sumowanie momentu obrotowego za pomocą sumatora dodawanie większej liczby silników niż dwa SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI xiii

9 subtraktory powody do używania subtraktora subtraktor wzdłużny subtraktor wzdłużny subtraktor poprzeczny subtraktor poprzeczny subtraktor poprzeczny bez studów CZĘŚĆ V MODELE 19 forma kontra funkcjonalność samochody ciężarówki motocykle pojazdy gąsienicowe modele lotnicze samoloty helikoptery skalowanie modelu schematy punkty odniesienia skalowanie proces modelowania rozmiar ma znaczenie koła inne okrągłe elementy kolory diabeł tkwi w szczegółach budowanie pod dziwnymi kątami budowanie z głową kolejny krok: sterowanie modelami posłowie indeks xiv SZCZEGÓŁOWY SPIS TREŚCI

10 przedmowa Książka, którą trzymasz w rękach, powstała dość okrężną drogą. To pewnego rodzaju znak czasów, że została pierwotnie napisana po angielsku przez Polaka i wydana w Stanach Zjednoczonych, zanim staraniem polskiego wydawcy wróciła do kraju pochodzenia. Polska edycja jest efektem przekładu powstałego prawie rok po wydaniu oryginału, dzięki czemu pozbawiona jest kilku błędów drukarskich i drobnych nieaktualności. Założeniem niniejszej książki było przekazanie całej wiedzy o budowaniu z LEGO Technic, jaką zebrałem w ciągu wielu lat tworzenia z użyciem tego medium. W trakcie pracy nad nią konieczne było pewne okrojenie materiału dla zachowania rozsądnej objętości, co na szczęście udało się zrobić, pomijając tylko informacje mało uniwersalne i dotyczące wycofanych już z produkcji elementów. Wiedza, którą tu znajdziesz, została zebrana z myślą o współczesnych konstruktorach, którzy mają dostęp do najnowszych zestawów LEGO Technic, ale obejmuje także wiele zestawów i elementów już historycznych. Bez względu na to, czy dopiero zaczynasz przygodę z klockami, czy też wracasz do nich po latach, z pewnością znajdziesz tu coś dla siebie. Zachęcam, aby nie poprzestawać na wiedzy tu zebranej zabawa z klockami obejmuje wiele innych tematów, których nie byłem w stanie zawrzeć w tej książce. Na szczególną uwagę zasługuje duża liczba elementów, które nie mają odpowiedników wśród produkowanych dziś części, a także zestawy LEGO MINDSTORMS i NXT, pozwalające zgłębiać tajemnice robotyki, którym poświęcono wiele odrębnych książek. Pisząc tę książkę, zdecydowałem się pójść pod prąd zasadom, jakie znamy z oficjalnych zestawów LEGO. Zamiast zebrać tu gotowe instrukcje bez słowa wyjaśnienia, jak działa dany mechanizm, starałem się wyposażyć Czytelnika w narzędzia pomocne w rozpoczęciu własnej przygody z LEGO Technic. Temu właśnie celowi służą kolejne rozdziały objaśniające rodzaje i zastosowania podstawowych elementów, aby następnie móc wejść w świat coraz bardziej skomplikowanych mechanizmów i zgłębiać wyzwania wiążące się z budową własnych modeli. Dużo uwagi poświęciłem mechanizmom składowym, takim jak skrzynie biegów czy systemy zawieszenia, tak byś mógł łatwo wykorzystać je w swoich konstrukcjach. Podczas gdy zestawy LEGO zawierają kompletne instrukcje pozbawione jakichkolwiek objaśnień, ta książka stara się być ich dokładną odwrotnością. A to dlatego, że moim zdaniem najwięcej przyjemności daje własna kreatywność uwolniona dzięki klockom LEGO, a nie wykonywanie krok po kroku wymyślonej przez kogoś instrukcji. W książce tej znajdziesz dziesiątki konstrukcji, z których żadna nie jest tak naprawdę wersją ostateczną zawsze istnieje możliwość przeróbek i poprawek. Niektóre z przedstawionych tu mechanizmów celowo korzystają z podstawowych części LEGO z myślą o osobach, których kolekcja klocków jest niewielka. Mając nowsze, bardziej wyspecjalizowane części możesz z łatwością dokonać ulepszeń. Jeśli zaś nie masz zbyt wielu klocków do wykorzystania, pamiętaj, że ograniczenia często pobudzają do kreatywnego myślenia. Niniejsza książka używa nazw i numerów części, a także nazw kolorów z katalogu serwisu BrickLink.com. Katalog ten należy do największych i najbardziej aktualnych, a jednocześnie służy jako wirtualny rynek, na którym sprzedawcy z całego świata wystawiają swoje klocki. Każda część, jaką znajdziesz w tym katalogu, może zostać zakupiona paroma kliknięciami i dostarczona w dowolne miejsce. Mam nadzieję, że ta książka spełni Twoje oczekiwania. Pamiętaj jednak, że ma ona jedynie dać Ci narzędzia pomocne w samodzielnym tworzeniu od Ciebie zależy, jak je wykorzystasz. Klocki LEGO jak mało które inne medium pozwalają doświadczyć radości tworzenia, która sprawia, że nawet najfajniejszy zestaw LEGO nie daje takiej satysfakcji, jak zbudowanie samemu czegoś zupełnie nowego i działającego dokładnie tak, jak chciałeś. Życzę Ci jak najwięcej tej radości.