科技樂高-雙斜齒輪(Double Bevel Gears)

樂高出了一系列，可以連接兩相交軸之間的齒輪，稱為斜齒輪系（bevel gears），因其外觀有如雨傘，故又稱為傘形齒輪。當其軸線相交成 90°為最常用者，亦可交成任意角度。因為齒形呈直線，並全部朝向圓錐頂點，又可以稱作平斜齒輪（plain bevel gears）。可以改變運動方向，特別適用在差速裝置上。有兩大類：

• 厚度為1單位的帶有正齒輪的雙斜齒輪 
• 厚度為0.5單位的單斜齒輪。

本文主要介紹雙斜齒輪。

樂高雙斜齒輪介紹

下列列表可見，斜齒輪Gear 12 tooth 每增加8個輪齒，齒輪直徑就增加0.5單位。

把單斜齒論放在下方做比較。

實作比較說明：拿真實的一個GEAR 12 tooth 把玩，雖然是單位顯示0.75，但會覺得比1個單位還要大大，原因就在，我們計算齒輪半徑是採用「節圓」的直徑。

所謂「節圓」就是兩相咬合的輪齒，在節點 P 形成滾動接觸的圓。所以「節圓」的直徑會比你實際看到的感覺要小一點。

斜齒輪原意是設計連接兩相交軸之間的齒輪咬合，但樂高的double bevel系列都是帶有正齒輪的雙邊斜齒輪組合，所以不只應用在90度的咬合。

雙斜齒輪咬合實作紀錄

相較於正齒輪，因為帶有正齒輪的雙邊斜齒輪多了兩邊斜輪齒的咬合機會，所以相互可以咬合的組合變化就多了。我們實作後，整理一份清單給大家參考。

表格中(x,y)表示，兩齒輪若要順利咬合，其中一齒輪放在圓點(0,0,)，另一齒輪齒輪需要放在X軸第x單位，和Y軸第y單位上。

表格中*表示，兩齒輪不是水平座標軸上的正咬合，需要利用垂直高度的錯位，借用斜齒輪的輪齒咬合。

雙斜齒輪咬合原則

雙斜齒輪系中，基本上兩兩齒輪都可以咬合，我們實作後，整理一份清單給大家參考，有些基本的原則:

• 半徑相加為整數者，可以在同一平行軸上找到相互咬合的位置(x,0)；
• 半徑相加尾數有0.5者，很有機會在水平座標軸上找到相互咬合的位置(x,y)；或者
• 半徑相加尾數有0.5者，無法在水平座標軸上找到相互咬合，至少可以透過垂直高度的差異，利用斜齒輪的特性做咬合，用*(x,y)表示。

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科技樂高-正齒輪(Spur Gear)

我們先介紹最基本的齒輪，連接兩平行軸之齒輪，稱為正齒輪系（spur gears）：

• 樂高中的正齒輪，基本上都是一個單位寬
• 該系列的樂高輪齒數量，以8為單位，往上增加，不過不知道為什麼沒有32。

樂高正齒輪介紹

下列列表我們可以看到每增加8個輪齒，齒輪直徑就增加0.5單位。(Gear 32 Tooth沒出，所以跳過。)

實作比較說明：拿真實的一個GEAR 12 tooth 把玩，雖然是單位顯示0.75，但會覺得比1個單位還要大大，原因就在，我們計算齒輪半徑是採用「節圓」的直徑。

所謂「節圓」就是兩相咬合的輪齒，在節點 P 形成滾動接觸的圓。所以「節圓」的直徑會比你實際看到的感覺要小一點。

正齒輪咬合實作紀錄

正齒輪系中，基本上兩兩齒輪都可以完美咬合，我們實作後，整理一份清單給大家參考。(不過tooth16 和 Tooth24 就不行。。。殘念~)

表格中(x,y)表示，兩齒輪若要順利咬合，其中一齒輪放在圓點(0,0)，另一齒輪齒輪需要放在X軸第x單位，和Y軸第y單位上。

表格中*表示，兩齒輪不是水平座標軸上的正咬合，需要利用垂直高度的錯位，借用斜齒輪的輪齒咬合。

正齒輪咬合原則

• 半徑相加為整數者，可以在一維向量空間找到相互咬合的位置(x,0)，就是說在可以輕鬆的在一根連桿上完成。
• 半徑相加尾數有0.5者，基本上都可以在二維向量空間上找到相互咬合的位置(x,y)，就是說得在一排連桿上完成。

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EV3-輸出-顯示模塊

	顯示模塊用來控制EV3的主機螢幕上顯示的內容。 可以讓EV3的主機螢幕上顯示文字或圖案。
	Mode selector：選擇要執行的類型。輸入選擇值會因模式而異。  Block Text Field：文字串定義。  Inputs：不同模式下的輸入值不同。 Display Preview button：點擊後，預覽EV3主機顯示器上顯示的內容。爲方塊選擇輸入值時，可以保持預覽處於打開狀態，時時預覽輸入資料的顯示狀態。

顯示螢幕座標

• 顯示方塊模式使用 X 和 Y 座標(二為空間向量)指定要繪製專案的位置。
• 座標指定 EV3 主機顯示畫面上的像素位置。
• 位置 (0, 0) 處於顯示畫面左上角，如下圖所示。
• 顯示畫面爲 178 像素寬，128 像素高。
• 座標值範圍從顯示畫面左側的 0 到右側的 177。Y 座標值範圍從頂部的 0 到底部的 127。

輸入類型(Mode)：

(A)文字(Text)

(A.1)像素(Pixel)

在 EV3 主機顯示畫面上的任何位置顯示文字。

輸入(inputs)參數說明:

實作:

使用"大"字體在螢幕中顯示"HELLO!"

(A.2)網格(Grid)

輸入(inputs)參數說明:

實作:

該實作有兩個重點:  

1.第二個顯示方塊對清除螢幕使用"否"來增加第二行。

2.因為是用大字體顯示多行，所以換行是增加"2"。

(B)形狀(Shape)

(B.1) 線(line)

輸入(inputs)參數說明:

實作:

此程式會在 EV3 主機顯示畫面上左上(X1,Y1,)右下(X2,Y2)繪製對角線。

(B.2) 圓形(circle)

輸入(inputs)參數說明:

實作:

該實作的重點:

1.此程式連續顯示一個實心圓，

2.該圓的半徑是來自顔色感應器的環境光強度值。

3.每十分之一秒更新一次。

(B.3) 矩形(rectangle)

輸入(inputs)參數說明:

實作:

該實作的重點:

1.此程式顯示2個矩形。

2.第一個較大的矩形使用黑色填滿。

3.第二個較小大的矩形只繪製輪廓。

ˋ4. 實作上，可以使用實心白色矩形清除顯示黑色部分的矩形空間，而不影響顯示的其他部分。

(B.4) 點(point)

輸入(inputs)參數說明:

實作:

(C)圖檔(image)

用來繪製圖形圖片檔案。

輸入(inputs)參數說明:

實作重點:

1. 對於大小適合填充整個顯示畫面的圖片檔案，請使用 X = 0 和 Y = 0。

2. 點選"檔案名稱"，會提供圖片檔案的列表中進行選擇。

        “LEGO 圖片”類別中的圖片是隨 EV3 軟體包含的圖片檔案。

         “專案 圖片”類別中列出的圖片是已在專案中使用的圖片。

(D)重置螢幕(Reset Screen)

“重置螢幕”模式使 EV3 主機顯示畫面返回運行程式時顯示的正常資訊螢幕。

返回

參考文獻:

https://ev3-help-online.api.education.lego.com/Retail/en-us/page.html?Path=blocks%2FLEGO%2FDisplay.html

EV3-輸入-觸碰感應器(Touch Sensor Block)

應用:用來當作是開關，測試車子或是機器任是否撞到障礙物，根據測量到的狀態或是"狀態的比較"進而觸發進行下一個動作。

觸摸感應器可以藉由"觸摸"獲取數據。觸摸感應器可以回傳現在的狀態。但它無法測量按下按鈕的距離或力度。

 Port Selector:用來選擇觸碰感測器是連接於EV3主機的哪一個輸出埠(Port，1、2、3或4)。

 Mode Selector：有兩種模式選擇，一種是（A)測量模式；一種是（B）比較模式。

 Inputs:在（B）比較模式中，需要在此輸入比較的基準値(例如壓下、釋放、或碰撞。)。
 Outputs:我們可以根據兩種模式的四個組合作說明：處於(A)測量模式，輸出的是測量值；處於(B)比較模式輸出的為比較值或稱布林值(true/false)。

由LEGO官網取得的說明顯示，會有四種不同的數據處理，分為兩模式做說明。

觸碰感應器的四種數據處理

(A)測量(Measure)模式：

讀取觸碰感測器回傳的數據。在這個模式下，感測器的狀態只有兩種，若感應器被壓下即送出為真(True)，釋放即為假(False)。

(data:State)

由於觸碰感應器測量的數據只有兩種狀態，所以在應用上和（B)比較模式中的（2）有點雷同。

(B)比較(Compare)模式：

該類型需要輸入比較值，用以和來自觸碰感應器獲取的數據做"比較"。

根據輸入的比較基準值，分有三種：

(1)釋放(Released,data=0)

當狀態是釋放時，傳回1；反之為0。

(輸入值:Released)

(2)按壓(Pressed,data=1)

當狀態是按壓時，傳回1；反之為0。

(輸入值:Pressed)

(3)彈回(Bumped,data=2)

當狀態是彈回時，傳回1；反之為0。

(輸入值:Bumped)

缺實作

實測：有沒有時間限制?