Ремонт мотора лего майндстормс ev3

Очень актуален ремонт больших двигателей EV3.По При нашей интенсивной эксплуатации (8 двигателей на 50 учеников по 6 часов в неделю) их хватило ровно на 2 года, после чего начались проблемы. Типичные общие проблемы:
— двигатель не работает в паре, но работает один (проверяем через Motor Control)
— двигатель не работает вообще (даже один)
— двигатель работает слабо (со скрежетом, неисправность слышна)

Новый двигатель по состоянию на сентябрь 2017 года стоит 2850 рублей. Его аналог от NXT немного дешевле – 2100 рублей. За все 4 года с момента выхода EV3 в Интернете не появилось ни одной чудо-инструкции, как полностью разобрать или починить этот двигатель. Максимум информации, который удаётся найти – о том, что мотор не поддаётся ремонту, официальный сайт и китайские интернет-магазины не предоставляют к нему запчастей или недорогих аналогов, и конструкция в принципе – неразборная.

За полтора года с момента первой встречи с неисправным двигателем EV3 я скопил и систематизировал некие знания о нём. Начнём с простого
Мотор действительно неразборный. Но только наполовину.

Разборка мотора
По двум сторонам серого пластика есть 7 винтов под 6-гранник. Под белой съёмной крышкой моторного отсека есть ещё 2 (итого 9). Винты 3 разных размеров (короткие, средние и длинные).Открутив первые 7, можно тонкой плоской отвёрткой поддеть белую крышку и снять её. Открывается вид на мотор и энкодер, правда это особенно ничего нам не даёт. Затем скручиваем оставшиеся 2 винта и разведя серые половинки корпуса в стороны вынимаем мотор, плату энкодера и пластиковый задник с разъёмом подключения шлейфа. Одна из шестерёнок никак не закреплена на оси вращения, поэтому будьте осторожнее чтобы не потерять её. Плата вынимается из пластикового задника, а чтобы отсоединить от неё двигатель потребуется паяльник. Итого у нас на столе оказалось:
1. Горстка винтов
2. Плата с энкодером, к которой припаяны провода, к которым припаян электродвигатель
3. Пластиковый задник энкодера
4. Пластиковый корпус с передачей от двигателя на ось вращения, полураскрытый.

Неразборность двигателя заключена в этом 4-м элементе. Винты позволяют полураскрыть корпус и визуально определить сломавшийся зуб, а полному раскрытию мешают красные пластиковые крышки оси вращения. Судя по всему, они намертво соединены друг с другом и безопасно разъединить их невозможно. Поэтому для нас типичный двигатель под ремонт будет состоять из 3 частей:
1. Сам электродвигатель
2. Плата энкодера с проводами
3. Пластиковая «нога» с зубчатой передачей

Примерно также распределены и 3 причины возникновения проблем:
— Вышел из строя электромотор (не крутит либо очень слабо крутит)
— Перестал работать энкодер (счётчик градусов)
— Сломались пластиковые зубцы зубчатой передачи (обычно в «ноге» ближе к оси вращения)

По симптомам это будет определяться так:
— мотор не реагирует на команды из Motor Control или реагирует крайне слабо. Однако другой мотор с тем же шлейфом на том же порту реагирует нормально
— мотор виден через Port View, реагирует на команды из Motor Control, но при ручной прокрутке не считает градусы, не работает в паре с другими моторами по команде Вперёд или Назад. На счётчике градусов всегда 0
— мотор издаёт посторонние щёлкающие звуки, крутит неравномерно

В первом случае проблема в электродвигателе (сгорел) или плате (сгорел драйвер двигателя)
Во втором случае проблема в энкодере на плате (эту неисправность можно опознать даже без разборки двигателя)
В третьем случае вся пластиковая передача под замену

Обыкновенно двигатель выходит из строя по какой-то одной причине. А если двигателей у нас много, появляется возможность собрать 1 рабочий из 2 нерабочих путём совмещения исправного пластика с исправной платой и исправным двигателем. Просто диагностируйте каждый из них и переставьте исправный двигатель с платой из мотора со сломанными шестерёнками в пластик мотора, где двигатель/плата/энкодер сгорели.

Источник

Большой мотор EV3. Блок программирования.

Большой мотор EV3

Большой мотор EV3 является более мощным, чем средний мотор EV3. Это происходит за счет наличия в большом моторе EV3 редуктора. Редуктор является набором шестеренок и позволяет сделать понижающую или повышающую передачу.

Детали редуктора являются пластиковыми и поэтому не очень надежные и могут выйти из строя.

В этом случае отремонтировать большой мотор EV3 достаточно сложно. У большого мотора передача понижающая. Это позволяет сделать мотор более мощным, но при этом скорость мотора становиться меньше.

В нем также находится энкодер (датчик вращения), который позволяет контролировать вращение вала с точностью до одного градуса. Скорость вращения большого мотора составляет 160 – 170 оборотов в минуту.

Вращение большого мотора EV3 мотора происходит при положительных заданных значениях мощности мотора по часовой стрелке. При этом мотор должен быть расположен так, чтобы вращающаяся часть была справа. Если значения мощности мотора отрицательны, то вращение происходит против часовой стрелки.

вращение большого мотора EV3

Вращающий момент равен 20 Нсм. Он является мерой внешнего воздействия, которая изменяет угловую скорость вала двигателя. Пусковой момент равен 40 Нсм. Еще его называют начальным моментом или моментом трогания. Метрическая единица Нсм или Nsm – это ньютон-сантиметр равный килограмм-сила-сантиметр (кгс·см).

Один кгс·см равен моменту, который возникает при воздействии на рычаг с плечом в один сантиметр силы в один килограмм-сила в направлении, перпендикулярном рычагу.

Управление большим мотором EV3

Для управления большим мотором EV3 в среде программирования Лего предусмотрен блок программирования «Большой мотор».

блок «Большой мотор»

При помощи этого блока программирования можно управлять одним мотором. Этот блок имеет точно такой же функционал, как и блок «Средний мотор». Блок программирования «Большой мотор» расположен в зеленой палитре действия.

порты выхода EV3 для моторов

Большой мотор EV3 можно подключить к любому порту с буквами, и он автоматически определится программным обеспечением.

Структура блока программирования:

Выбор порта
Выбор режима мотора
Выбор значений вводов

режимы работы большого мотора

Значения вводов будут изменяться при изменении выбора режима мотора. Для того, чтобы начать работать с блоком нужно сначала выбрать порт, к которому подключен мотор.

Выбор режима работы мотора

Всего есть пять режимов работы большого мотора Lego EV3. Кратко расскажу о каждом режиме.

1. Включить мотор

В этом случае большой мотор EV3 работает по условиям. Т.е. для работы мотора необходимо задать условия завершения работы.

включить

Например, мотор подключен к порту D и вращается с мощностью 100 условных единиц 5 секунд.

При этом дополнительно используется блок «Ожидание».

2. Выключить мотор

Существует два режима остановки большого мотора:

В случае, когда есть необходимость чтобы движение мотора после остановки завершилось плавно, т.е. мотор еще немного будет двигаться по инерции, параметру «Тормозить в конце» присваивается значение «Двигаться накатом».

тормозить

Тормозить в конце используется в случае, когда нужно остановить вращение мотора резко.

тормозить накатом

В этом случае параметру «Тормозить в конце» присваивается значение «Тормозить».

3. Включить мотор на количество секунд

Большой мотор EV3 подключен к порту D.

включить на 5 секунд

Вращается 5 секунд с мощность 100 условных единиц и в конце тормозит.

4. Включить на количество градусов

Большой мотор EV3 соединен с портом D. Вращение вала на 720 градусов, т.е. два оборота вала.

включить на 720 градусов

Скорость (мощность) 100 условных единиц и движение накатом. Это значит, что торможения в конце не происходит.

5. Включить на количество оборотов

Двигатель EV3 подключен к порту D и вал вращается пять оборотов. Скорость 100 и движется накатом.

включить на 5 оборотов

Любой из режимов работы большого мотора Lego EV3 используется для каждого конкретного случая и решает определенные задачи. В дальнейшем мы разберем некоторые типовые задачи и методы их решения и оптимизации с применением различных режимов работы.

Большой мотор Lego EV3

Источник

Моторы EV3

Моторы Lego EV3

Моторы EV3 входят в состав образовательной и домашней версии набора Lego Mindstorms Education EV3. Оба робототехнических конструктора имеют одинаковое количество моторов (двигателей). Это два больших мотора EV3 и один средний мотор EV3.

Большой мотор Lego EV3

Его еще называют большим двигателем, сервоприводом или сервомотором.

Большой мотор — это мощный «умный» мотор.

Он содержит в себе встроенный датчик вращения с разрешением в 1 градус для точного контроля угла вращения. Большой мотор оптимизирован для приводных механизмов роботизированных платформ различных видов и назначений.

Скорость вращения большого мотора 160 – 170 оборотов в минуту
Вращающий момент 20 ньютон/метр
Пусковой момент 40 ньютон/метр, то есть медленнее, но мощнее. Еще вращающий момент называют крутящий момент или момент силы

Большой мотор поддерживает автоматическую идентификацию с программным обеспечением EV3. Двигатели можно соединять с любыми выходными портами A, B, C, D. По умолчанию большие моторы подключаются к портам B и C.

порты выхода

Большой мотор содержит в себе редуктор, то есть набор шестеренок для понижающей передачи. За счет этого мотор становиться более мощным, но уменьшается скорость. Шестеренки сделаны из пластмассы, поэтому они быстрее изнашиваются и при значительном усилии могут сломаться. При этом двигатель практически не подлежит восстановлению.

редуктор мотора

Если двигатель расположить так, чтобы вращающаяся часть находилась справа внизу рисунка, то вращение двигателя происходит по часовой стрелке при заданных положительных значениях скорости и против часовой стрелки, когда заданные значения скорости отрицательны. Большой мотор EV3 чаще всего используется для передвижения робота. Робот может быть сделан в виде машинки, шагающего робота, робота для преодоления препятствий и других моделей.

Средний мотор EV3

Средний мотор — это достаточно точный мотор, который реагирует на команды более точно и быстро, чем большой мотор.

Его размер меньше чем у большого мотора и нет встроенного редуктора, за счет этого его мощность не очень большая. Он также содержит в себе встроенный датчик вращения с разрешением в 1 градус для точного контроля угла вращения. Средний мотор чаще всего используется для каких-либо захватов, различных типов передач.

манипулятор схват

Скорость вращения среднего мотора 250 – 260 оборотов в минуту
Его вращающий момент 8 ньютон/метр
Пусковой момент 12 ньютон/метр, то есть работает быстрее, но с меньшей мощностью

Средний мотор также поддерживает автоматическую идентификацию с программным обеспечением EV3. Как и большой мотор EV3 его можно соединять с любыми выходными портами A, B, C, D. По умолчанию средний мотор подключаются к порту А.

вращение среднего мотора

Если двигатель расположить так, чтобы вращающаяся часть находилась лицом к нам, то вращение двигателя происходит по часовой стрелке при заданных положительных значениях скорости и против часовой стрелки, когда заданные значения скорости отрицательны.

Моторы EV3. Средний мотор Lego Mindstorms EV3

Источник

Ремонт мотора лего майндстормс ev3

Разборка и ремонт мотора LEGO MINDSTORMS EV3

Для просмотра онлайн кликните на видео ⤵