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Während wir in den vorangegangenen Kapiteln Raupen zur Fortbewegung eingesetzt haben, stellen wir Dir jetzt den Jeep vor, ein Fahrzeug mit vier Rädern (Abbildung 4-1). Der NXT-2.0-Kasten enthält vier mittelgroße Räder und dazu passende Reifen, mit denen wir auf besonders schnelle, einfache und unterhaltsame Weise Fahrzeug auf Rädern bauen können. Es gibt viele Arten, Räder einzusetzen. Unser Jeep verwendet einen Vorderradantrieb. Als Erstes sehen wir uns in diesem Kapitel die Konfiguration an und danach baust Du den Jeep. Dann programmierst Du den Jeep, sodass er in einem Zimmer herumfahren kann, ohne an Objekte anzustoßen, und erweiterst das Programm anschließend so, dass das Fahrzeug mit dem Farbsensor einer farbigen Linie folgt. Schließlich entwickeln wir einige Modifikationen für das Projekt: Unter anderem lassen wir den Jeep automatisch einparken.
Abbildung 4-1: Der Jeep fährt und steuert mit den Vorderrädern.
Wie viele echte Autos verwendet der Jeep seine Vorderräder, um zu fahren und zu lenken. Wie Du in Abbildung 4-1 siehst, erledigen wir diese Aufgabe mit drei Motoren. Die äußeren beiden Motoren treiben jeweils ein Vorderrad an und der mittlere steuert die Lenkung. Im Folgenden schauen wir uns genauer an, wie die Lenkung in diesem Modell funktioniert.
Um zu verstehen, wie der Jeep lenkt, sehen wir uns die Unterseite des Roboters ohne Räder an (siehe Abbildung 4-2). Wenn sich der mittlere Motor dreht (durch den weißen Pfeil angedeutet), bewegt das schwarze Verbindungsstück den 11M-Baustein, der hier als dunkelgraues Element dargestellt wird. Diese Bewegung dreht die T-förmigen Elemente, die jeweils ein Rad aufnehmen (angedeutet durch die schwarzen Pfeile). Um in die andere Richtung zu lenken, dreht sich der Motor einfach andersherum.
Abbildung 4-2: Eine Unteransicht des Fahrmechanismus zeigt, wie er funktioniert. (Jede der T-förmigen Strukturen nimmt ein Rad auf, was aus Gründen der Übersichtlichkeit hier aber nicht gezeigt wird.)
Wie Du vielleicht in Abbildung 4-2 erkannt hast, drehen sich die T-förmigen Strukturen um Achsen, sind mit ihnen jedoch nicht fest verbunden. Die Achsen sind mit den äußeren beiden Motoren verbunden und drehen sich frei, damit die Räder angetrieben werden können, ohne dass die T-förmigen Aufhängungen bewegt werden (Abbildung 4-3). Im Prinzip verwendet jeder Motor eine Achse, um seine Kraft (oder sein Drehmoment) auf ein Zwischenrad zu übertragen, das dann das Rad in Drehung versetzt.
Abbildung 4-3: Die äußeren Motoren übertragen ihre Kraft über Achsen und Zwischenräder. Das linke Rad ist vollständig fertig gebaut, das rechte jedoch nicht, um die Position der Bauteile deutlicher zu zeigen.