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創作立場

上圖鎮樓。

GROVE GMK6400 全地形起重機

先來一小段背景介紹，格魯夫（GROVE）移動起重機公司成立于 1947 年，是世界領先的移動式液壓起重機制造商，生產設備位于賓夕法尼亞州 Shady Grove 和德國 Wilhelmshaven。

GROVE 推出的起重機產品包括全地形起重機、越野起重機、工業起重機、履帶伸縮臂起重機、汽車起重機.

其中的全地形起重機系列，最大起重量從 50公噸至 450公噸不等，GMK6400 就是全地形起重機系列中的“二哥”，最大起重量達到 400噸，其自誕生之日就成為 Grove GMK 全地形起重機系列中最成功的起重機之一。

GROVE 品牌在 2002年被馬尼托瓦克（MANITOWOC，簡稱MCG）起重集團收購，目前 MCG擁有擁有四大著名起重機品牌：格魯夫（GROVE）液壓移動式起重機、馬尼托瓦克（MANITOWOC）履帶起重機、波坦（POTAIN）塔式起重機以及納雄納爾（NATIONAL）隨車吊。

有必要。樂高EV3是2013年LEGO公司開發的第三代MINDSTORMS機器人，該機器人雖然已經停產但樂高EV3最大特點是配備有一塊智能磚頭，無需使用計算機就可進行編程，其“智能磚”平臺涵蓋了中文、日語、西班牙語等多種語言，后來的。

背景介紹完畢，正式開篇。Rebrickable MOC-5509 誕生于2014年，其原型就是42009 Mobile Crane MK II。由于其創作過程中經歷了多位樂高玩家的修改完善，因而被稱之為社區項目。

該MOC在Eurobricks上的創作過程大體有如下幾個階段，樂高中文論壇ev3，首先是Jurgen Krooshoop，他創作的“ Ultimate 42009”有8個電機來控制所有原始的駕駛和轉向等電動功能，且任意動作之間都可以同時操作。接下來Cristophe Moittie 創作完善了三級吊臂，使得二三段吊臂在收回時的長度幾乎與第一段吊臂相同，同時延伸長度更長。afol1969 隨后創建了延長吊臂的說明。 最終，Gerger 決定將起重機的5根軸擴展到6根，并為每個軸添加了完全獨立的懸掛。此時，由于該模型已經不再與42009相似，故Gerger 更改了外觀，使其接近于Grove GMK6400 全地形起重機。Gerger 還提供了完整模型的LDD文件，由Blakbird、Eric Albrecht、Alex Zeimet等多位EB（Eurobricks網站）成員接手制作了LDraw文件、零件清單和完整拼裝說明書。在PDF版說明書的首頁，可以看到他們的名字。

該MOC共有兩個版本，因下車（裝載車）是否帶有避震，區分為懸掛版本和非懸掛版本。懸掛版本是最早的版本，其模擬了現實中 GMK6400的懸掛，由9個電機完成各功能模塊的驅動。

根據個人對吊臂變幅線性執行器、配重、飛臂、燈光的喜好，兩個版本的改裝方式也非常豐富多樣，最終整個作品基礎版會達到3600左右的零件數量，加上個人改裝則零件數更高。

因為對齒條連桿轉向和避震的設計比較感興趣，所以我優先拼搭了懸掛版本，本文中的描述說明和拼搭感受，都是針對懸掛版本的。

GMK6400懸掛版本電動部件透視圖

在Blakbird制作的下面這張彩圖中，可以看到所有電動功能的交織：

紅色=驅動：由2個XL電機實現6軸驅動

藍色=轉向：由L電機實現5軸轉向

黃色=懸掛：12個車輪均為獨立懸掛

藍綠=支腿伸縮：由L電機驅動

棕色=支腿升降：由L電機驅動

粉色=吊臺旋轉：由M馬達實現360度旋轉

米黃=吊臂變幅：由L電機和推桿實現

白色=吊臂伸縮：由L電機和線繩驅動

綠色=卷揚：由M電機驅動

樂高ev3真的要停產了，官方發布公告2021年6月30日， EV3產品停產退市。EV3一般指樂高 EV3。LEGO Mindstorms EV3 于 2013 下半年上市，EV3 是 2013 年LEGO公司開發的第三代MINDSTORMS機器人。EV3 產品可以 說改變了一個時代。

各電動功能模塊透視圖

下來按照各個功能模塊介紹下這款經典MOC的工作原理，以及個人拼搭感受。文中的各個電動功能結構圖均來自于Blakbird在EB論壇上的介紹。

先說裝載車部分，首先是驅動系統，車輛前方的駕駛室下面并聯一對XL電動機，經過20:12減速比后，通過一根縱軸對每個車軸施加扭矩。由于車身空間有限，深灰色的差速器沒有像一般設計那樣橫向放置，而是縱向排列。下圖從左至右依次為軸1至軸6。

下面是單個從動軸機構的特寫圖，差速器的輸出是一對20齒雙錐齒輪，米黃色雙錐齒輪分別在兩側軸上驅動16齒灰色齒輪。灰色齒輪再驅動12齒錐齒輪實現每一側的車輪轉動，可以看到驅動結構相當復雜。其實拼搭完成后，整車動力比我預想的要拉跨不少，跟復雜的齒輪傳動結構有很大關系，導致了太多的動力損耗，尤其是過坎的時候，輪子完全動不了……下文的視頻中會有演示。12齒錐齒輪與淺灰色萬向節軸套需要通過2.5L的十字軸相連（將5L的十字軸剪開一分為二），因為3L的偏長。

這里沒有變速箱實際拼搭的照片，因為拼的時候沒拍，拼完發現由于車身結構非常緊湊，各個方向都已經沒法拍到內部的差速器結構。我用的是42070上的紅色差速器，更酷一些（不管從外面也能不能看到，反正就是更酷一些……哈）。勉強上一張照片吧，紅色的就是差速器。

V-8發動機由皮帶驅動，皮帶另一端連接至半軸套，半軸套所在的十字軸與軸1差速器咬合。半軸套的驅動速度與縱向主驅動軸相同，而后皮帶將速度降低為1/3，故發動機活塞運動非常緩慢。

駕駛室頂上的一對黑色牙齒，用于固定和支撐吊臂，避免在行進過程中吊臂左右晃動。

下來是轉向，與驅動系統一樣，轉向系統也使用縱軸操控。L電機通過錐齒輪驅動蝸輪，減速比為8:1，蝸輪驅動縱向主軸轉動，主軸再驅動車軸改變方向。下圖從右至左依次為車軸1至軸6，其中軸3未畫出（軸3固定不可轉向），軸1和6使用黑色12齒齒條，軸2、4和5使用灰色8齒齒條，于是產生了兩個不同的轉向角比率。其實最理想情況下，軸12456基于每個軸與軸3（樞軸點）的距離應該具有不同的轉向比，但是這在使用積木進行拼搭上是極難實現。在拼搭時，需要確保連接每個車軸模塊時，縱向主軸在轉向齒條的位置居中，否則轉向會偏斜。

上述設計產生的轉向力是足夠，即使原地不動打轉向，車輪也可以隨意左右扭動（只要不是在特別粗糙的地面上）。

但是實際操控中，轉向還是比較難控制，有三方面原因：

1) 齒條傳動方式轉向偏快，有時只是操控一下，可能方向已經打過了。

2) 轉向通過連桿驅動，每個車軸的連桿存在一定的自由活動空間，這樣非剛性連接導致車輪自身會產生左右擺動，可能朝某個方向行進時，車輪并不在一條直線上，行進方向不好判斷。

3) 轉向打到最大時，車輪之間、車輪和擋板之間會發生干涉，嚴重影響車速，所以轉向操作時需要留一些余地。如下圖，并非我安裝的轉向齒條不居中，因為左右轉向時軸4兩側的車輪都會與軸3車輪干涉。

最大轉向時軸4和軸3產生干涉

最大轉向時軸2和擋板產生干涉

盡管如此，考慮到整個模型的巨大重量，轉向系統還是較好的實現了整車控制。只要熟悉下操控力度，完成操控也不是問題。

支腿伸縮，L電機通過錐齒輪來驅動縱向軸，使前后支腿保持同步。在黑色12齒齒輪驅動齒架展開支腿之前，傳動路徑僅有20:16減速比，所以支腿外伸和回縮的速度很快，而42009支腿的外伸就要慢很多。

支腿升降，L型電機通過錐齒輪驅動縱向軸，使前后支腿保持同步。整個傳動路徑減速比為20:12，4個長16L的十字軸各分布一個支腿，關鍵是紅色8齒齒輪，16L軸可通過該齒輪自由滑動。當驅動軸轉動時，可以帶動推桿放下支腿。 需要注意的是，如果將支腿升高直到停止位置，則會大大增加齒輪阻力，造成支腿收縮時十字軸很難通過紅色齒輪。所以支腿升高到最高點后，可反向輕微下降一點留出空間，這樣支腿收縮就會非常順暢。

再下來是懸掛，該MOC具有12輪獨立懸掛，每個車輪都配備一個6.5L的硬避震彈簧，軸1還同時配備了6.5L的軟避震彈簧，每個轉向軸均使用5L懸掛臂，非轉向軸3僅使用橫梁，每個懸掛都是雙叉骨類型。在現實中真正的Grove GMK6400全地形吊車上，在每個車輪上確實具有完全獨立的懸架。

下車（運載車）的電動功能介紹完畢，驅動馬達與轉向馬達共同連接一個紅外遙控接收器，支腿伸縮馬達與支腿升降馬達共同連接一個紅外遙控接收器。運載車部分完工照如下，其實除了將上車拼搭為起重機、與下車組合成為全地形吊車以外，上下車搭配自由發揮的空間很大，完全可以組合拼搭為導彈發射車、登高消防車、混凝土泵車……只要不嫌畫風清奇~~

下來說起重機部分，首先是吊臂變幅，如下圖所示，L電機按照5:1的減速比驅動一對平行推桿。

實際操控時推桿支撐力并不是很好， 一是由于推桿底部安裝位置靠近吊臂，受力角度大導致支撐力不足，二是推桿行程太短而無法模擬真實吊車的運動范圍。

推桿底部位置非常靠近吊臂

推桿最大行程較短導致吊臂變幅范圍受限

如下圖所示，真正的Grove GMK6400將液壓推進器底部安裝在相距吊臂更遠的位置，幾乎在駕駛室的前部，并且行程很長，吊臂運動范圍可以達到大約-1.5度至82度。

玩家們針對吊臂變幅驅動進行了多種優化，一種是直接使用樂高零件重新拼搭線性執行器，RB上的作品有 MOC-5496和 MOC-18070，可以實現更大的行程和更好的支撐力。另一種是直接采用第三方推桿，外觀簡潔易操控，但是成本較高。某寶搜索“樂高吊車電動推桿”就可以搜到，單根花費要超過二百大洋。至于 Actuonix 和 Firgelli 的 EV3線性執行器就更貴了，在國內購入的話兩根要上千塊大洋。

起重機旋轉結構較為簡單，如下圖，M電機通過蝸輪傳動后形成 22.2:1減速比，使用蝸輪有助于大幅度降速，還可以防止吊臺在外部負載的作用下自行旋轉。黑色齒圈固定在下部裝載機上不可旋轉，因此深灰色8齒齒輪的旋轉導致上部整體結構旋轉。

吊臺的下方增加了灰色導輪，用于輔助支撐和旋轉。

再下來是卷揚，絞盤由M電機通過十字軸與栓連接件驅動齒輪，減速比為20:4，實際上線纜收放的速度恰到好處。

強烈建議線纜自己重新配，某寶搜索“尼龍編織繩”，直徑1mm的買上5米即可。樂高繩長度有限，需要多跟拼接才夠長，但拼接后接頭在吊鉤行進過程中總會卡住，實測即使用打火機把接頭燒順溜了，也還是會卡住，因為燒了以后接頭周圍一段會變硬。

吊臂伸長

吊臂收縮

第三臂段的繞線方式需要特別注意下，沒仔細看拼搭說明書的話容易繞錯，導致第三臂段失去動力。如下線纜從第二臂段的頂端繞出后，首先需要穿過第三臂段底部的磚孔，而后再穿過吊鉤，通過第一臂段上方的定位孔，綁到絞盤上。然后轉動絞盤收線，并且將第三臂段插入第二臂段之中，注意插入后讓線纜位于第三臂段下方的凹槽處，并且把線纜理順不要扭轉打結。

上車（起重機）的功能介紹完畢，整車完工照如下，重量4.4公斤，長度76厘米。按照現實中Grove GMK6400 的真實尺寸17.536米計算，模型比例為1:23。

下面是整車的操控視頻：

幾點操控感受：

1) 實際上整車運動速度還是偏慢的，視頻中已經是加了三倍速了，不過真實吊車操控也慢；

樂高EV3在碼 高 屬于中級班的課程，中級班主要學習的是復雜的機械結構，還有用編程來控制馬達和傳感器的一個綜合應用。因為學習的內容里面涉及了很多數學和物理方面的知識，所以對于孩子以后這些文化科目上也是一個很好的鋪墊，。

2) 除去將遙控桿推到頭進行轉向不順暢以外，其它各個功能都很流暢；如前面所說，遙控桿推到頭，會導致輪胎間干涉，嚴重影響動力；

3) 能吊多重的東西，跟起重機的配重有很大關系，上面原版的配重只有兩個電池盒，并不算重，所以也吊不了太重的物體；

4) 吊臂變幅角度確實有限，估計大多數玩家都有迫切改裝變幅驅動的沖動；

5) 越障就算了吧……

熊孩自己操控。

我拼搭此款MOC的零件主要來源為：

42009 作為基礎，這是必須要有的；

42079 重型叉車，主要是為了湊輪子；

42095 遙控特技賽車，主要是為了L馬達和遙控；

42030 沃爾沃輪式裝載機，主要是PF件和黃色黑色零件；

剩下的就只能某寶購入了。

ev3已停產沒有必要學。因為只有一點點程序設計的內容，其他就是搭建及講原理。學樂高EV3課程有對孩子的智力開發有一定的作用，但是，效果不是很高，也有一定的夸張宣傳的水份在里面哦，給孩子打發時間，差不多哦，真正讓孩子。

拼多多

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改裝吊臂變幅的線性執行器后，吊臂運動角度確實大了不少。馬達線可以從轉臺下方走線，但可能不夠長，到不了遙控接收器，需要一根延長線轉接下。

左圖為推桿最大行程，右圖為改裝的線性執行器最大行程

學習樂高機器人，通過讓孩子自己設計、搭建來提高孩子的動手能力，編程有助于孩子養成嚴密的邏輯思維習慣，要完成機器人的搭建，需要孩子進行反復嘗試，不斷摸索，這就培養了孩子的耐心和毅力。泊思地樂高機器人課程的亮點在于每。

最后上一張全身照，等有時間了準備開拼動力改進版。