Лего пневматика

Лего Пневматика
Родительская тема	Лего Техник
Предмет	Пневматика
Доступность	1984 год ; 40 лет назад – настоящее время
Всего наборов	32, включая переиздания

Пневматика Lego — это разновидность кубиков Lego , в которых используется давление воздуха и специальные компоненты для выполнения различных действий с использованием принципов пневматики .

История

Пневматические компоненты LEGO были впервые представлены как часть линейки LEGO Technic в 1984 году. С момента своего появления пневматика LEGO использовалась в различных продуктах LEGO Technic и LEGO Education (ранее DACTA). ^[2]

Поколение 1

Первое поколение LEGO Pneumatics выпускалось с 1984 по 1988 год. Это поколение характеризуется однопортовыми пневматическими цилиндрами и более сложной сантехникой, включая трехпортовый распределительный блок с выпускным отверстием для давления и вакуума. Эти линии давления и вакуума подведены к переключателю, обеспечивающему давление для выдвижения или вакуум для втягивания пневматических цилиндров. Их часто ошибочно сравнивают с гидравлическими цилиндрами одностороннего действия, для втягивания которых требуется сила тяжести. Разница в том, что эти агрегаты убираются за счет применения вакуума, а не силы тяжести. ^{[ нужна ссылка ]}

Поколение 2

В 1989 году пневматическая линия LEGO была модернизирована, и были представлены новый цилиндр и насос. Старые цилиндры и насосы были сняты с производства. Главное отличие состоит в том, что новый цилиндр теперь имел два входных клапана, что позволяло как толкать, так и тянуть без необходимости использования сложных схем, включающих часть распределительного блока. Цилиндры поколения 2 также имели металлические стержни, чтобы они больше напоминали настоящие гидравлические цилиндры.

С течением времени в этой линейке появилось также несколько новых моделей. Новый насос имел пружинную основу и мог управляться только вручную, что ограничивало пневматическую мощность тем, насколько быстро его можно было накачивать вручную. Это явно ограничивало мощность пневмосхем. Итак, в 1992 году LEGO представила две новые детали; небольшой насос и небольшой цилиндр. У небольшого насоса не было пружины, и он был спроектирован для работы от двигателя, что позволяло непрерывно работать пневматическим созданиям. Маленький насос появился только в двух комплектах — 8868 Air Tech Claw Rig (1992 г.) и 8049 Tractor with Log Loader (2010 г.) — и в нескольких сервисных пакетах. Новая версия маленького насоса появилась в наборе Lego 8110 Unimog U400 (2011 г.). При объеме 2 л ход этого насоса на 1/3 длиннее, чем у старого насоса объемом 1,5 л, где «L» — это единица шпильки LEGO. Это значительно облегчило использование в бесшиповых конструкциях.

В 1997 году LEGO представила воздушный резервуар, который действует как аккумулятор и хранит сжатый воздух, что позволяет создавать еще более мощные пневматические цепи. Эта деталь очень популярна среди энтузиастов, но многие считают, что LEGO недостаточно ее использовала, поскольку она появилась только в трех наборах моделей и одном пакете деталей. Позже этот резервуар был переиздан в дополнительном пакете LEGO Education вместе с новой деталью манометра .

В 2003 году LEGO прекратила выпуск старых деталей цилиндра и переключателей и выпустила новые «бесшиповые» версии, чтобы соответствовать переходу к удалению шпилек из наборов Technic.

Поколение 2.1

В 2015 году LEGO решила создать вторую версию пневматических цилиндров и переключателей с изменениями, которые включали изменение портов, придание им небольшой конусности, что облегчает надевание трубок. Многие более мелкие детали, такие как тройники и соединители оси/шлангов, остались прежними.

Линейный привод

Начиная с 2008 года LEGO выпустила несколько наборов с механическими линейными приводами , которые используются для той же цели, что и пневматические цилиндры, но тот факт, что их можно легко расширить до промежуточных точек, означает, что они более близко приближаются к гидравлическим цилиндрам. ^{[ нужна ссылка ]}

Компоненты пневматики LEGO

Ключевыми компонентами пневматики Lego являются:

Пневматический насос

Насосы являются основным источником воздуха в пневматическом контуре . Существует три версии насоса: старый насос 1-го поколения, новый насос 2-го поколения (оба подпружиненные) и небольшой насос без пружины (предназначен для использования с моторами в качестве компрессора ) . Насос поколения 1 был красным и обеспечивал как избыточное, так и пониженное давление в каждом цикле накачки, используемое для расширения и сжатия цилиндров соответственно, проходящих через распределительный блок. Напротив, насос поколения 2 имеет желтый цвет и обеспечивает только избыточное давление, как обычный велосипедный насос , и имеет односторонний клапан для предотвращения обратного потока. Он также имеет большую контактную площадку в верхней части насоса и содержит предохранительный клапан для ограничения максимального давления в системе. Насосы третьего поколения теперь доступны в полупрозрачном синем цвете.

Пневматический цилиндр

Цилиндры выглядят как насосы, но они являются скорее выходами энергии, чем ее входами. Существует пять вариантов цилиндров. Цилиндры поколения 1 имели две длины, имели только один вход и работали под давлением или вакуумом. Цилиндры поколения 2 имеют 2 входа (и выпускаются в шипованной, бесшиповой и малой версиях) и работают на давление в обоих направлениях. Они позволяют толкать и тянуть, в зависимости от того, куда закачивается входящий воздух. Цилиндры поколения 2 также имеют блестящие металлические стержни, поэтому они больше напоминают настоящие пневматические/гидравлические цилиндры.

Пневматический клапан (переключатель)

Клапаны имеют три порта и черную ось Lego, которая контролирует, какие из портов соединены друг с другом.

Клапан	Левый порт	Центральный порт	Правый порт
Правильное положение	Подключено к Центру	Подключено слева	Открыть
Центральное положение	Закрыто	Закрыто	Закрыто
Левое положение	Открыть	Подключено справа	Подключено к Центру

Когда порт «открыт», это означает, что он похож на открытый вентиль шины; весь воздух вытечет так быстро, как только сможет. Когда порт закрыт, воздух не может войти или выйти из него. Когда порты соединены, воздух будет свободно проходить через клапан между этими двумя портами.

Пневматические трубки

Трубка — это просто средство, с помощью которого энергия воздуха передается по контуру. Трубка может подсоединяться к переключателю, воздушному резервуару, Т-образному соединению, цилиндру, насосу, распределительному блоку или гибкому шлангу.

Гибкие шланги на самом деле не считаются пневматическими деталями; они были разработаны как часть системы Technic для другой цели, но фанаты Lego обнаружили, что пневматические трубки на самом деле довольно хорошо подходят к гибким шлангам, поэтому многие люди используют их в качестве удлинителей трубок, когда они необходимы. Гибкие шланги более жесткие, чем трубки.

В более ранних наборах пневматический Lego поставлялся в неразрезанном виде, и его нужно было разрезать на более мелкие части с помощью ножниц. В новых комплектах, таких как технический трактор и погрузчик для бревен 8049, Unimog U400 8110, Digger Volvo EW160E 42053 и Mercedes Benz Arocs 3245 42043, трубы уже обрезаны по размеру.

Пневматическое Т-образное соединение

Т-образное соединение — это очень маленькая деталь, которая позволяет трем частям трубки соединяться в одно соединение, по сути разделяя (или объединяя) поток воздуха из двух шлангов в один. Они допускают разветвление только 1:2, но путем объединения Т-образных соединений можно получить любое количество ответвлений (т. е. одна трубка может разветвляться на три, используя два Т-образных соединения).

Воздушный бак

Воздушные резервуары являются важной частью большинства более крупных пневматических конструкций, поскольку они позволяют легко хранить энергию воздуха для последующего извлечения.

Оригинальный синий воздушный баллон был доступен только в трех обычных наборах в 1997 и 1998 годах. Один из этих наборов был переиздан в 2001 и 2004 годах. С 1998 по 2002 год он также был доступен в Lego Dacta и дополнительных наборах. ^[3]

В 2008 году Lego Education перевыпустила танк в белом цвете как часть дополнительного набора (9641). Этот набор продавался всего 6 месяцев. В 2010 году белая версия продавалась как пакет обновления. ^[4]

Пневматический распределительный блок

Внутри этих деталей использовался особый вид одностороннего клапана и три порта снаружи. В крайний левый порт мог поступать только воздух, воздух никогда не выходил. В средний порт может входить или выходить воздух. Из правого порта мог выходить только воздух, но воздух не мог попасть в него.

Используя их, можно было как втягивать, так и выдвигать цилиндры поколения 1, однако втягивание было не таким сильным, как выдвижение. Это побудило Lego перепроектировать пневматику, сделав ее более простой в использовании и более прочной системой.

Их производство было прекращено, когда Lego перешла на поколение 2 в 1988 году.

Пневматические принципы

Пневматика Lego дает возможность изучать и экспериментировать с принципами пневматики и схемами управления. Пневматика Lego широко использовалась в различных творениях Lego Mindstorms .

Пневматические проекты Lego обычно включают компрессор, состоящий из комбинации электродвигателя LEGO и пневматического насоса, а также реле давления, которое активирует двигатель, когда требуется большее давление.

Пневматические элементы чаще всего используются, чтобы напоминать и выполнять функции гидравлических цилиндров в соответствующих моделях, например, приводя в действие землеройную стрелу или кран. Однако их также можно использовать для создания пневматического двигателя, который преобразует давление воздуха во вращательное движение, используя те же принципы, что и паровой двигатель. Однако цилиндры не оптимизированы для этой цели, и такие двигатели, как правило, работают медленно и им не хватает мощности, если впускные отверстия цилиндров не увеличены. Поскольку между повышением давления и перемещением цилиндра возникает небольшая задержка, можно использовать различные контуры обратной связи, посредством которых один пневматический компонент может активировать другой в серии механических событий.

Альтернативные пневматические системы

Fischertechnik предлагает аналогичную пневматическую систему для любителей робототехники и технологий управления. Система Fischertechnik включает в себя электрический соленоид подачи воздуха , функция, недоступная в линейке Lego.

Ряд любителей также сконструировали дополнительные компоненты, такие как большие воздушные резервуары и соленоиды, в дополнение к стандартным пневматическим компонентам Lego.

См. также

Ссылки

^ «Руководство по набору LEGO Brickset — с меткой «Пневматика» » . www.brickset.com . Проверено 12 апреля 2023 г.
^ Кмич, Пол (2016). Неофициальное руководство LEGO Technic для сборки (2-е изд.). Пресс без крахмала . п. 117. ИСБН 9781593278151 .
^ «Каталог запчастей Bricklink — деталь 67c01 — синий цвет» . www.bricklink.com . Проверено 12 апреля 2023 г.
^ «Каталог запчастей Bricklink — Деталь 67c01 — Белый цвет» . www.bricklink.com . Проверено 12 апреля 2023 г.

[Brickset-1] «Руководство по набору LEGO Brickset — с меткой «Пневматика» » . www.brickset.com . Проверено 12 апреля 2023 г.

[2] Кмич, Пол (2016). Неофициальное руководство LEGO Technic для сборки (2-е изд.). Пресс без крахмала . п. 117. ИСБН 9781593278151 .

[Bricklink_Blue-3] «Каталог запчастей Bricklink — деталь 67c01 — синий цвет» . www.bricklink.com . Проверено 12 апреля 2023 г.

[Bricklink_White-4] «Каталог запчастей Bricklink — Деталь 67c01 — Белый цвет» . www.bricklink.com . Проверено 12 апреля 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]