本節書摘來異步社區《樂高EV3機器人搭建與編程》一書中的第1章，第1.3節，作者：【美】Marziah Karch（卡奇），更多章節內容可以訪問云棲社區“異步社區”公眾號查看

1.3　LEGO單位

LEGO家族的零件有一種獨特的測量方法。你需要注意零件標有長度，比如“3”。LEGO搭建手冊一般會避免使用文字敘述，這種做法使得套裝可以更加輕松地在國際范圍內通用。但是，當你只看到尺寸標有“3”的圖片時，就會無法做出選擇，甚至感到沮喪。“3”究竟代表什么？

由于LEGO是一家丹麥企業，所以你可能會認為這里的單位是公制單位，但實際上不是這樣的。圖1.6展示了使用公制軟尺來測量基本的輪軸（簡稱軸）。最右邊軸的尺寸是3M。

測量結果不太符合任何公制單位，所以長度為3M的軸不是3米、3厘米或3毫米長。事實上，它比2厘米長一點點。長度為3的軸和長度為3的梁一樣長，如圖1.7所示。

LEGO單位使用自己的零件測量長度，不需要尺子。單位M是1個LEGO科技積木梁孔的尺寸。梁的測量使用同樣的寬度和深度，沿著梁的孔的分布間隔也是相同的。尺寸為6M的梁上面就有6個孔。所有你想要測量的軸的大小都和梁的尺寸相同。然而，套裝中的搭建手冊在你搭建時仍然會展示1 : 1的圖例。

接下來，讓我們開始探索EV3套裝中最常見的LEGO零件。

1.3.1　梁

梁和銷是最常見的LEGO科技積木零件。作為剛剛討論過的對象，梁是EV3零件中最基本的測量單位。圖1.8展示了基本的長梁。 EV3家庭版有4根長度為15M的梁、 4根長度為13M的梁、 4根紅色的長度為11M的梁以及8根長度為9M的梁。如果你對梁的尺寸有疑問，只需要數一數銷孔的數量即可。

梁的長度從15孔到3孔不等， EV3家庭版提供12個3孔梁、10個5孔梁和6個7孔梁。圖1.9展示了一個3孔橫梁。

你一定想把各種從長到短的梁分別安置到整理箱里，不過我找到了最重要的方法來把直梁和彎梁（備注：兩種帶角的梁）妥當地分開。稍后我會在下文講解。

1.3.2　帶角度的梁

EV3里的梁不都是直的，還有帶角度的。圖1.10展示了這種像雪橇的梁，但是實際上它們被稱為“雙彎梁”。

接下來你會發現，在每一個這種梁的末端都有一個十字形的孔，那是提供給各種十字軸的。我現在先不介紹“十字軸”，稍后我會詳細地介紹它。就目前而言，我覺得最重要的是你要知道，可以用軸去連接這種梁以完成你的設計，當設計需要一定角度的時候，就可以利用這種梁解決問題。

EV3家庭版有12個這種特殊的梁臂，所以在你的設計中，一定會在大量使用它們的時候感到無比輕松。

EV3同樣提供12個只有一個135度角的單彎曲橫梁，如圖1.11所示。如果我是你的話，我肯定會把單彎曲和雙彎曲的橫梁分開來放。這是因為這種帶角度的梁臂往往會鉤住其他的零件，如果這樣的話，想把它們拿出來就會比較難。

套裝還提供4個略小的帶135度角的梁臂，以及一大一小兩種帶90度角的梁臂各提供6個和8個，甚至還有4個T字形的梁臂（如圖1.12所示）！這下你可是有足夠強壯且形式多樣的梁臂了，它們在拼一些胳膊、腿或者其他需要力量來支撐的結構時會很有幫助。

1.3.3　框架梁

圖1.13展示了一種其他類型的梁——長方形框架梁。它有兩種類型：一種是長方形的，但長邊的兩端會延伸超過寬邊的邊緣，而另一種是標準的長方形。這種梁非常重要，因為它們使你可以不通過彎曲來搭建穩定的結構，而且改變了連接孔的角度，所以你可以使用這些梁（每種各有兩個）在6個不同的面上連接別的梁。

1.3.4　銷

怎么連接所有的這些梁？當然是用銷。銷是多功能的連接器，因為它們圓的形狀意味著移動。使用一個銷來連接兩根梁，然后梁可以通過銷來繞某個軸旋轉。將兩個銷插入兩個不同的位置，就可以讓兩根梁保持穩定。

常見的黑色的銷可以輕松地插入孔中，圖1.14展示了這種黑色的銷。 EV3套裝包括了95個黑色的銷。黑色的銷從中間分開，在兩邊分別有一個梁的寬度，所以如果你使用一個黑色的銷來將兩根梁連接在一起，它們將會齊平，并且擁有輕微的間隙。因此，它們會在自由運動中產生一些摩擦，但關節仍然是可動的，只是不如灰色的銷那么自如。

我建議把這種黑色的銷單獨放在一個地方，因為你會經常使用它們連接零件。如果剛開始時就單獨放置，你就不用再考慮到哪里尋找它們了。

除了這包黑色的銷以外， EV3里還有一個包是用來裝各種顏色的銷的，包括絕緣的銷，圖1.15中展示的就是這些銷。我們就先來說說這些比較特殊的銷吧。第一種銷是灰色的，也是單獨的（看起來跟黑色的銷比較相似），這種灰色的銷連接梁臂不像黑色的銷那么緊、那么牢固，它連接得比較靈活，所以一般被用在需要活動的連接處。

你會看到10個紅色的且一端稍長的銷和4個米黃色的其中一端相當于兩個梁長度的銷。這些銷對于加長距離和連接梁都非常有用。如果你不喜歡米黃色，還可以選用其他38個同樣類型的藍色的銷。

圖1.15中所示的并不都是嚴格意義上的銷，盒子中還有28個藍色的半長銷和半軸以及12個紅色的軸，這些都將在下文作介紹。

最后，圖1.16所示的是雙長度的銷，它們中的一部分還有輪軸連接器和交叉塊。這些零件的名字都類似于“模塊連接器”和“交叉塊”，這些交叉塊都非常有助于結構之間連接的穩定。

1.3.5　軸

圖1.17展示了你能在EV3家庭版中找到的各種各樣的軸。它能將零件連接起來，但它同銷和橫梁不一樣，因為單個軸連接的兩個零件是無法移動的。軸的重要特性包括它的長度和擋塊的位置。

如果軸沒有擋塊，那么連接起來的零件將有可能滑下來。這時你就需要用其他的零件來加固連接或者在末尾加上一個軸套。

提示

有時候較小的軸可能會卡在其他零件里，你可以使用另一根軸將它捅出來。當然，尺寸適合的螺絲刀也可以解決這個問題。

1.3.6　軸套

軸套是放在軸末尾的連接件，它被用來固定軸。你會有11個黃色的半軸套和9個紅色的全軸套（如圖1.18所示）。你可以使用半軸套從尾部固定軸，然后使用全軸套來固定或者將兩個軸連接在一起。但為了更好地連接，你應該使用輪軸連器（簡稱軸連器）。

1.3.7　軸連器

如圖1.19所示，你可以用軸連器按照設想把兩根軸連接在一起。如果你覺

得一根軸不夠長，那么你可以用軸連器把兩根軸連接在一起當作一根長軸使用。你也可以用另一種軸連器，使兩根軸形成一個45度角的彎曲，或者把銷加在軸連器上用來連接橫梁。這樣的零件也被稱為“角元件”。

除了銷、梁、軸和軸套，工具箱中還有額外的部件來連接這些組件。圖1.20展示了一個正交連接器。它使銷與軸能夠垂直連接。圖1.21展示了軸套、梁和銷的更多變化。

1.3.8　球窩接頭

如圖1.22所示，球窩接頭的作用是為了能夠裝入托座和自由旋轉。你可以想象一下，它類似骨骼中連接肩膀或是臀部的關節部位，它們可以讓胳膊和腿實現大范圍的轉動。再舉一個例子，它就像拖車上用來拖動車輛的連接器。當你需要活動的帶圓孔的橫梁時，就可以使用球窩接頭。 EV3套裝中的球窩接頭，一般都與銷或軸連器配合使用。

圖1.23展示了球窩接頭能夠與轉向連桿連接。由于轉向連桿在兩端各有一個圓形的連接口，因此你能將球窩接頭放在任意一端來接上拖車或其他組件。

1.3.9　齒輪

現在你已經在LEGO科技積木系列工具箱里看見了一些基礎的連接器，再來看看這些能夠給你的工程增加一些杠桿和動力的組件。

圖1.24展示了能在LEGO EV3套裝中找到的各式各樣的齒輪，其中包括四點齒輪和擁有不同規格的鋸齒的圓形齒輪。注意齒輪的中心，你可以將銷或軸插在它們的中心來做成一個曲柄。

如圖1.25所示，你可以使用蝸桿傳動另一個齒輪。這種蝸桿尤其對制作曲軸和升降裝置有很大幫助，它也可以用來制作機械臂或橋梁。

圖1.26展示了工具箱中的兩個凸輪，你可以使用它們來使物體做活塞運動。

EV3套裝中有各式各樣的輪轂與輪胎，如圖1.27所示。你可以根據需要選擇是使用單獨的輪轂還是和輪胎搭配使用。事實上，你也可以考慮用履帶來替換輪胎，當然這取決于你想要做什么樣的機器人。

EV3套裝中的履帶（如圖1.28所示）在零售的EV3家庭版中顯得非常獨特。而EV3教育版套裝則采用了另外一種方式，它使用了一種十分堅硬的塑料的連鎖相扣式的零件來替代家庭版中的橡膠履帶。不可否認的是，教育版中的這種履帶十分堅硬且可以隨意改變大小。雖然你的家庭版套裝中配有兩個履帶，但是它們也有一個缺陷，就是不能任意變大或變小以供交替使用。

除了輪胎和履帶，還有一個紅色的皮筋。它放在一個白色的紙盒里，如圖1.29所示。如果你是一位LEGO迷，就會發現它很像包裝LEGO迷你人物使用的迷你披肩。盒子可以丟棄，但要把皮筋留下來。它在零件或齒輪之間像一個胎面或者可以作為繃緊裝置使用。

EV3家庭版套裝中還配有跟球相關的一套裝置，如圖1.30所示。它們分別是3個紅色的小球、一個球托以及一個球夾持器。這部分和球有關的裝置是EV3家庭版套裝中所特有的，而且這些零件與NXT robotics 套裝的零件不太一樣，它們有著細微的差別。

這些小球實際上是用于發射或是進行打靶練習的。它們通常先被放置在球托中，然后進入到“發射器”，一個一個發射出去。舉個例子，你可以看一看第4章中所提到的那個模型。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的《乐高EV3机器人搭建与编程》——1.3　LEGO单位的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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