<mark id="oztn4"></mark>
1
不知道什么時候，時尚界的創意開始枯竭了，潮流小達人的腦洞也開得不夠大了，于是他們只能去翻故紙堆，把老前輩的作品再改進一下，名曰“復古”。
本文作者為Michael Curry，他今天也要走一次復古風，用最前沿的3D打印技術做一個可愛的小馬達。硬創邦做了不改變原意的編輯，一起來看看吧。
愉快的科普環節：馬達始于19世紀50年代末期，最初的低速大扭矩液壓馬達是由油泵的一個定轉子部件發展而來的，由一個內齒圈和一個與之相配的齒輪或轉子組成。
從1790年到1880年，美國專利申請流程需要提交所申請專利的對應模型，這些不過十幾立方厘米大小的小機器完全出自巧匠之手，而這些精致的專利模型促進了工業革命如雨后春筍般的技術進步。
Rothschild Petersen專利模型博物館的所有者Alan Rothschild收藏了成千上萬的迷人模型，在2011-2013年，一些模型在Smithsonian美國藝術館首次展出。值得一提的是，奧巴馬總統的辦公室就陳列著Smithsonian收藏系列的專利模型。
在2013年的紐約Make Faire上，我首次見到了Rothschild和他收藏的專利模型。此后，我們非常高興地接受了來自創客媒體的Brian Jepson的挑戰——利用3D打印制作Rothschild收藏系列里最酷炫的模型（還是能正常工作的那種）。
1872年，威廉斯堡的Charles Gaume在紐約獲得了這個電機（美國專利#122944）的專利權。該模型用旋轉銅質轉子構成的復雜系統，給電磁線圈施以脈沖，從而讓銜鐵線圈旋轉，進一步將電能轉化成機械能。而接下來，后續的系統快速地啟動關閉磁體，讓轉子持續旋轉。如今，這個極具獨創性的機械裝置演進而來的無刷電機，已經成為了PC風扇和四旋翼遙控機械等產品的動力始祖。
1.制作電磁體
三個電磁體是電機模型的核心。每制作一個電磁體需要：
一個U型螺栓：#112，?大小的管子
22碼電線
一些3D打印的部件（文件在此，可直接下載）
大多數的家居建材中心和硬件店就有這些東西，并且它們通常是以1個U型螺栓、2個螺母、一些金屬肘板為一套的套件形式搭配銷售的。所以為了湊齊所有的配件，建議呦呦切克鬧，配件一共來四套。
使用前，先截短U型螺栓。打印配件里就有簡易的切削夾具來簡化這項任務。
把切削夾具嵌入U型螺栓，讓之牢牢固定其中。
將螺栓和夾具固定于臺鉗中，然后用鋼鋸把多余的部分切掉，保證螺栓和夾具末端齊平。同理，再切出2個以上的U型螺栓。（第四個螺栓暫時不需要用，不過稍安勿躁，下一步還會有派上用場的時候。）
用銼刀或砂輪機修理下螺栓的末端。這樣方便我們之后擰螺母。
將修理后的螺栓固定在支架兩部分的中間，然后將支架兩部分緊緊地固定在一起。
纏繞U型電磁體時，纏線的方向很重要。從電磁體的一邊（也就是U型螺栓的一條腿）開始，將線放到螺栓的后面，然后順時針纏繞。要把線纏得緊繃又整齊，此處需要花費很多線（和精力）。
將線一直纏到螺母位置，然后纏第二層，這次從上往下纏至底。要記住哦，始終都是順時針方向。
就這樣一直纏，直到纏出4層線的厚度。
第四層完成后，將線繞到電磁體的另一邊。這邊要按逆時針方向纏線。注意將線從一邊繞至另一邊的方式。（見上面第三幅圖）
電磁體這邊也要纏出4層線的厚度，跟之前除纏線方向相反外，其它操作都一樣。
兩邊的線圈都纏好后，用D電池或其它1.5伏的電池通電檢測一番。如果電磁體能吸起含鐵的小金屬，纏線一步就算成功了。（見下面中間那幅圖）
照以上步驟再制作2個電磁體。（見下面第三幅圖）
用電工膠帶或者熱收縮管子將線圈固定，防止它們松開。
2.制作轉子
轉子使用U型螺栓的4個金屬肘板作為電磁體作用的含鐵物體。我用噴砂器給肘板噴砂，刻意做舊，去除表層的光澤，讓它們看起來復古一點。
將每個肘板都按壓進轉子葉輪的狹槽。為了能使肘板緊密貼合，你可能需要使用刀來調整狹槽。如果它們自己無法貼合，那就用點膠水。
將軸擠進轉子，直到無法再擠，轉子便卡在軸的中心了。
3.組裝邊框
轉子要在兩個608滑板軸承上旋轉。亞馬遜或任何滑板軸承店上都有滑板軸承。我用噴砂器給邊框部件噴砂，同樣進行做舊處理，去除表層的光澤，讓它們看起來比較像鑄鐵。
每個邊框壓進一個滑板軸承。
把一個邊框翻過來，讓軸承朝下，將第一個電磁體擠壓進邊框上的對應位置。因為邊框上的孔比較緊，所以可能需要反復幾次，讓電磁體能夠插進去。
將這個轉子擠壓進步驟2里的軸。
將另外一個邊框也擠壓進步驟2里的軸，并且讓上面的三個孔分別對進三個電磁體的對應位置。同樣因為孔很緊，所以也可能需要反復操作來使孔和邊框對接成功。
在軸的末端安裝定時輪和滑輪（誰先誰后都行，它們就是個裝飾而已）
4.給電磁體裝導線
將三段導線連接在一起，連在一起的這頭構成一個正極，導線分開的三頭則都為負極。導線的正極將連到控制器的正極。負極將三個電磁體連接到開關MOSFETs（金屬氧化物半導體場效應晶體管）。在此，我給三個末端加上部分彩色線，這樣方便表示它們分別控制哪個電磁體。（見下圖左）
將這四頭做成一個做舊版電纜，最好的方法是將它們穿過一根鞋帶。寬鞋帶最佳。剪掉鞋帶末端，就能得到一根布管。（見下圖中間）
將線穿過鞋帶制成的布管，用熱收縮管子或電工膠帶來保護布管末端。（見下圖右）
5.連接Arduino控制器
原版的1872專利模型使用機械系統給線圈施加脈沖，從而轉動轉子。我們要用Arduino和三個N溝道的MOSFETs來代替這一部分。這樣做起來更簡單，也更易調整。
1號電池能提供電磁體需要的1.5伏電壓和所需的電流。Arduino按序排好控制線圈開和關的MOSFETs。照下面的圖搭建線路。然后下載Arduino代碼（地址可以加硬創邦微信公眾號leiphone_bang，回復“電機代碼”即可）。將Arduino連接到電腦，打開Arduino代碼并上傳。
6.啟動電機
要讓轉子轉起來，需要給它點幫助。定序器是個比較簡單的裝置，也不能使靜止的轉子動起來。所以我們需要給它一個動力，用手指輕彈轉子讓它轉起來。這個需要花點時間練習，得以非常接近于定序器設置的目標轉速的速度來輕彈轉子。
現在你就擁有了一個復古的模型電機復制作品了，它還能轉起來哦。
喜歡我們？2015-2016賽季全球創客馬拉松華南農大站已經開賽啦！只要你的創意夠新穎、動手能力夠強都可以來參加。還在等什么？快來參加吧~關注“硬創邦”（微信號：leiphone_bang），回復“華農”即可參與報名！
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
