Arduino双轴TT减速电机结构设计

　　在创客教育、小型智能移动装置开发以及桌面级自动化小机构搭建场景中，这类双轴TT减速电机是应用频次极高的动力输出部件，很多入门级轮式机器人、小型传送带演示装置、自动翻页小机构都会选用该类电机作为动力源。不同于单轴输出的TT电机，双轴结构的设计初衷是为了满足单侧需要安装行走轮、另一侧需要挂载编码器或者同步带轮的使用需求，很多做机器人里程计反馈的开发者，会在非动力输出端加装光电码盘，实时采集轮组转速，实现闭环运动控制，避免单轴电机额外加装传动件带来的回程误差。从结构设计层面来看，这款电机采用金属电机主体搭配黄色塑料减速箱外壳的组合，减速箱部分集成了多级直齿减速齿轮组，能将电机本体的高转速低扭矩输出，转化为低转速大扭矩的动力输出，适配小型装置低速大负载的驱动需求。输出轴采用D型截面设计，配合配套的塑料轮毂或者金属联轴器时，不需要额外做防转结构，靠D型面的平面配合就能传递扭矩，避免轴与连接件之间出现打滑空转的问题，安装时只需要将连接件套入轴端，拧紧侧面的顶丝即可完成固定，大幅降低小型装置的装配难度。

　　减速箱外壳上预留的多个圆形安装孔，以及顶部的方形凸台安装位，是专门为标准化安装设计的边界结构，安装孔的孔位间距匹配常见的2mm厚亚克力安装板、3D打印安装支架的通用孔距，不需要额外做孔位适配就能直接固定，顶部的方形凸台可以嵌入支架对应的方形卡槽内，进一步限制电机工作时的周向转动，即使在电机正反转频繁切换的工况下，也不会出现固定松动的问题。电机尾部的接线端采用插片式接线结构，搭配常规的杜邦线就能完成电路连接，不需要焊接，非常适合快速原型搭建场景，不管是学生做课程设计，还是工程师做小型装置的原理验证，都能快速完成接线调试。在实际选型应用中，需要重点关注该电机的安装边界尺寸，减速箱部分的整体长宽高尺寸适配小型装置的紧凑安装空间，双输出轴的同轴度控制在合理范围内，当两侧同时挂载负载时，不会出现因为轴偏摆导致的传动卡顿问题。很多开发者在做小型循迹小车、四驱小车底盘的时候，会优先选用这类双轴电机，因为单侧装轮、另一侧预留码盘安装位的结构，不需要额外扩展支架就能实现速度反馈，相比单轴电机加外置传动的方案，能节省不少底盘安装空间，同时减少传动环节的能量损耗。

　　设计这类电机三维模型的时候，需要重点还原D型轴的截面尺寸、安装孔的精确位置、减速箱与电机主体的配合台阶尺寸，因为这些尺寸都是实际装配时的关键配合尺寸，如果模型尺寸出现偏差，后续做安装支架设计的时候就会出现孔位不对、轴伸长度不足、电机无法卡入安装位的问题。另外减速箱外壳上的定位凸台尺寸也需要精确还原，很多3D打印支架会依靠这个凸台做定位，不需要额外拧太多固定螺丝就能完成电机固定，要是凸台尺寸做小了，电机会在支架内晃动，做出来的小车走直线精度会受很大影响。

　　从实际使用工况来看，这类电机通常工作在3-6V的电压区间，适合电池供电的移动小型装置，双轴输出的设计也拓展了它的使用场景，除了轮式驱动之外，还可以用来做小型机械臂的关节动力、小型传送带的辊筒驱动，只要负载扭矩在额定范围内，都能稳定运行。在建模过程中，还需要注意电机尾部接线端的突出尺寸，避免做结构设计的时候，接线端和其他结构件产生干涉，很多新手设计师容易忽略接线端的空间预留，导致实际装配的时候电线被挤压，出现接触不良的问题。另外输出轴的轴伸长度也需要准确还原，太长会导致轮毂固定后突出过多，影响底盘的整体宽度，太短则会导致轮毂无法完全套入，出现固定不牢的问题。