2.3　电机轴

电机的力矩是通过电机轴输出的，直流电机通过减速装置后，一般可以有同心轴输出或偏心轴输出。在智能小车上使用偏心轴输出有一个好处，就是轮子安装在偏心轴上后，小车的底盘会比用同尺寸的同心轴输出时离地高出许多。

图2.6是同心轴和偏心轴的比较图。直流电机除了单轴输出，还有一种是双轴输出，电机轴从两头贯穿整个电机，使用这种电机的好处就是可以在电机尾部的输出轴上加装编码盘，通过编码盘能检测到机器小车电机的实时运转速度，检测电机实时速度是实现电机PID功能的关键，当然检测的方式也不局限于使用输出轴安装编码盘。图2.7所示是一个双出轴的直流减速电机。

图2.6　同心轴和偏心轴

根据电机大小不一样，电机轴也会有不一样的直径，智能小车使用的直流电机输出轴直径会有3mm、4mm、5mm、6mm等多种规格。制作小型智能小车时，通常是直接把轮子通过联轴器安装在电机轴上的，这样整个小车的重量将会作用到电机输出轴上，电机轴除了输出轴向力也要承受一个向下的径向力。越重的机器人小车在选择电机时，应该选择输出轴直径越大的电机，过于细小的输出轴可能会发生变形。同时还要注意的就是，输出轴越长，轴的远端所受的径向力也越大，也就是说轴越长，越容易弯曲变形。

图2.7　双出轴的直流减速电机

联轴器通常会使用刚性的，制作简单，安装方便，而且便宜。弹性的联轴器通常用于重型的机器人，可以在一定程度上减轻电机所承受的径向力，它还有一个作用就是不需要所联接的两个轴严格对中。也有便宜的弹性联轴器，比如使用胶管来制作联轴器，虽然便宜，但是制作安装相对复杂许多，所以制作普通的智能小车还是推荐使用简单的刚性联轴器。

图2.8所示是市面上最常见的用于制作智能小车的金属联轴器，在选购时要注意安装孔的规格和安装柱面形状是否对应所选的输出轴直径和轮子的安装位。安装方法也很简单，只要把轴插入联轴器内，用一两枚螺丝锁紧就可以了，如图2.9所示。

图2.8　金属联轴器

图2.9　安装方法

安装、固定电机的方法有很多种，有些直流减速电机已在外壳上留有安装孔，可以很方便地装上，有些则有另外的专用固定座，而大多数电机都是不配套专用的固定安装支架的，这时可以自行制作或购买能安装该电机的支架。笔者使用的安装支架是使用L形铝型材制作的，如图2.10所示。

网上有些机器人配件商店有可以安装不同电机的支架，图2.11所示则是42步进电机和它的成品安装支架，但是网上出售的也不一定会适合你手上的电机安装孔位，如果有足够的工具是可以自制的，因为它的结构一点都不复杂。图2.12所示是安装上直流减速电机和轮子的固定支架，机器小车最基本的电机驱动部分的制作工作就可以告一段落了。表2.1、表2.2分别是笔者所选用的电机和轮子的一些参数和计算，供读者参考。

图2.10　L形铝型材

图2.11　42步进电机和它的成品安装支架

图2.12　安装上直流减速电机和轮子的固定支架

表2.1　所选电机参数

表2.2　轮子