乐高机器人—齿轮篇之欧阳家百创编
乐高齿轮基础教程
乐高齿轮基础教程乐高齿轮是乐高积木中的重要元素之一，它能够将动力传递到不同的部件，使得模型能够运转起来。
在乐高机器人和工程学习中，齿轮也是一个非常关键的组成部分，可以帮助孩子们了解机械传动的原理和运作方式。
本文将为大家介绍乐高齿轮的基础知识和使用技巧，希望可以帮助大家更好地理解和应用这一元素。
1.乐高齿轮的类型乐高齿轮主要有两种类型：直齿轮和斜齿轮。
直齿轮是最常见的类型，它们的齿轮轮廓是直的，可以互相咬合传递动力。
而斜齿轮则是将动力传递到其他部件的常用元素，通过斜坡的设计，可以将动力传递到其他方向。
此外，乐高还有其他类型的齿轮，如蜗轮、双齿轮等，它们在不同的场合下有着不同的应用方式。
2.齿轮的尺寸和齿数乐高齿轮的尺寸和齿数非常多样化，可以根据实际需要选择适合的齿轮来完成构建。
一般来说，齿数越多的齿轮传递动力效果更加平稳，但速度会相对较慢；而齿数较少的齿轮可以传递更高的速度，但效果可能不如相对平稳。
在进行构建时，需要根据具体的需求来选择合适的齿轮组合。
3.齿轮的咬合方式为了使齿轮能够更好地传递动力，需要保证它们的齿轮咬合是正确的。
一般来说，齿轮的齿数要能够整除对方的齿数，这样才能够确保两个齿轮能够良好地咬合在一起。
此外，还需要确保齿轮的轴线能够保持平行，这样才能够确保动力的传递效果。
4.齿轮的应用技巧在进行机械传动的构建时，乐高齿轮是非常重要的元素，可以通过不同的组合方式完成各种不同的机械传动效果。
例如，可以通过中间轴和多个齿轮的组合来实现不同速度的传递，也可以通过蜗轮和斜齿轮的结合来改变传动的方向等。
此外，还可以将齿轮和其他元素如皮带、链条等结合使用，来实现更加灵活和多样化的传动效果。
在构建过程中，需要灵活运用各种乐高元素，找到最适合的组合方式来完成设计。
总的来说，乐高齿轮是乐高机器人和工程学习中的重要元素之一，通过了解其基础知识和应用技巧，可以帮助孩子们更好地理解机械传动的原理和方法，培养他们的创造力和动手能力。
《机器人技术概论》讲义之欧阳德创编
《机器人技术概论》讲义目录第一章机器人概论- 1 -《机器人概论》研究的内容- 1 -什么是机器人？- 1 -机器人的发展- 2 -为什么要发展机器人？- 3 -机器人发展的三个阶段- 3 -机器人学- 4 -机器人的分类- 4 -第二章机器人的数学基础- 6 -第一节位置和姿态的表示- 6 -第二节坐标变换- 7 -第三节齐次变换- 8 -第三章机器人运动学- 11 -第一节机器人运动方程的表示- 11 -第二节连杆变换矩阵及其乘积- 12 -第四章机器人的感觉系统- 18 -第一节传感器原理简介- 18 -第二节传感器在机器人中的应用- 20 -第五章机器人驱动与控制技术- 28 -第一节驱动电机- 28 -第二节位置控制- 30 -第六章机器人轨迹规划- 35 -第一节轨迹规划的一般性问题- 35 -第二节关节轨迹的插值- 35 -第三节移动机器人路径规划- 38 -第一章机器人概论《机器人概论》研究的内容在机器人研究中，我们通常在三维空间中研究物体的位置。
这些物体可用两个非常重要的特性来描述：位置和姿态。
我们会首先研究如何用数学的方法表示和计算这些参量。
运动学研究物体的运动，而不考虑引起这种运动的力。
在运动学中，我们研究位置、速度、加速度和位置变量对于时间和其它变量的高阶微分。
其中，正运动学方程描述各个关节变量在工具坐标系与基坐标系间的函数关系；逆运动学通过给定工具坐标系的位置和姿态，计算各个关节变量。
机器人与外界环境相互作用时，在接触的地方要产生力和力矩，统称为操作力矢量。
n个关节的驱动力（或力矩）组成的n 维矢量，称为关节力矢量。
静力学研究在静态平衡状态下，操作力向关节力映射存在着的线性关系。
动力学主要研究产生运动所需要的力。
为了使操作臂从静止开始加速，使末端执行器以一定的速度作直线运动，最后减速停止，必须通过关节驱动器产生一组复杂的力矩函数来实现。
机器人的感觉主要介绍产生机器人的力觉、视觉、触觉、接近觉等相关的传感器。
乐高齿轮详解
前言：译者的话这是一篇偶然为之的译文，原因是我在镇上搜齿轮相关的文章，搜到了一篇乐高中文爱好者翻译自Sariel.pl的文章《Scaling Tutorial for Vehicles》（“按比例缩放搭建乐高车辆模型教程中文版”），而作者在他的原文中提到了他另一篇教程，也就是本文《Gears Tutorial》（首次发表于2009年9月29日），一时兴起，也想多了解点乐高齿轮的知识，就动手翻了，由于入科技坑时间尚短，有些专用术语翻得不够妥帖，也请各位前辈指正。
另外，原文中引用的一些连接在译文中也有体现，但引文中的内容无力一一翻译，欢迎有兴趣的玩家接力。
转载本译文请注明出处及译者，本人不同意任何商业用途的转载或发表。
by Jeroo 2013.12.11 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 正文这是一篇详细的关于乐高齿轮的介绍，如何应用它们的一些基础机械准则，以及它们的优缺点。
本文作于2010年2月19日。
当我描述我的作品或点子，以及它们的功能时，我假设本文的读者应当具备基础的机械及齿轮运行知识。
不过这个假设貌似有时候是错的，当这种（错误假设的）情况出现时我会有挫败感，但我没有理由去忽略这部分没有充分了解齿轮如何工作的读者，或者去否认搭建乐高科技系列带给他们的快乐。
基于此，我准备了这个教程，覆盖了我所有关于齿轮的认知并且尝试用菜鸟的认知角度去描述。
我希望这个教程可以同时帮到初学者和有经验的乐高玩家，为更加清晰我会分两部分来分别描述。
目录1.齿轮简介2.基础理论3.齿轮的种类4.传动比5.传动效率6.齿轮啮合间隙7.附录1.齿轮简介齿轮有什么用？一个非常常用的回答是：将动力从发动机传递到最终的机械装置。
这是对的，但并不全面。
齿轮的最终目的是将发动机的特点通过最佳方式改造成我们想要的样子。
乐高机器人教案
乐高机器人教案文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]乐高机器人—齿轮篇教案在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。
要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。
简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。
探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。
介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。
认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。
齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。
齿轮的最重要属性就是它的齿数。
齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。
图一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。
两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。
第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。
第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。
第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。
当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。
加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。
当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。
当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。
在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。
乐高创意机器人教程(中级上册10~16岁)机械与齿轮
第 28 页
第三代——EV3机器人 乐高超强Mindபைடு நூலகம்torm EV3智能机器人的最大
特点是无须使用计算机就可编程。EV3配备了一 块“智能砖头”，可以用它来对机器人编辑各种 指令。
第 25 页
拼装步骤
第 26 页
思考与进步
我们完成了旋转风车的制作。转动摇柄，仔细观察，摇柄转一圈，风车会 转几圈？
同样地摇动摇柄，怎样能够让风车转得更快一些？为什么？ 齿轮传动的速度取决于传动比。只要改变传动比，就能改变齿轮传动
2. 加速装置和减速装置分别如何用齿轮实现？为什么？
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齿轮
齿轮是轮缘上有齿、能连续啮合、传递运动和 动力的机械元件。
古代中国人也有以 水计时的工具——铜壶滴 漏 ；他们还用烧香计时， 将香横放，上面放置连有 钢珠的绳子，有报时功能。
单个齿轮是无法工作的，至少要有两个齿轮配 合才能工作。
多个齿轮之间如果不相互啮合，也是无法工作 的。因为它们之间是相互独立的，没有任何联系。
速度 ；增大主动轮或者减小从动轮，都可以增大传动比。 第 27 页
课后作业
1. 仔细观察下面两幅图。如果行驶在这些路上，需要使用加速装置 还是减速装置？为什么？把答案写在下面的横线上。
图1
图2
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乐高玩具齿轮组合教程演示文稿
第一页，共15页。
优选乐高玩具齿轮组合教程
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阅读与思考
想一想你见过的齿轮传动装置有哪些？你能 说出这些齿轮的名称吗？让我们一起来了解一下 常见齿轮的相关知识。
第三页，共15页。
齿轮：轮缘上有齿能连续啮合传递运 动和动力的机械元件。
第四页，共15页。
旋转方向改变90度。
第十页，共15页。
3．蜗杆传动：通常以蜗杆为原动件作减速传动。当
其反行程不自锁时，也可以用蜗轮为原动件作增速运 动。可以将两轴的旋转方向改变90度，也可以在蜗杆 上获得直线运动。
第十一页，共15页。
4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线 运动。
第十二页，共15页。
4．齿条传动：齿轮齿条可用以将旋转运动变为直线运 动。
设计与制作
设计要求： 1、使用不同大小、类型的齿轮来搭建组合装置。 2、了解齿轮间的传动比例和转动方向。 3、了解主动轮与从动轮之间的关系。 4、了解棘轮棘爪的作用。 制作要求：
可参考搭建图，各小组制作设计的齿轮装置 尽量不同。
第五页，共15页。
第六页，共15页。
参考模型
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齿轮组合
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5．棘轮与棘爪：棘轮是带有棘爪的齿轮，棘爪是 位于齿轮的齿之间的块，用来防止齿轮逆转。
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6．凸轮：指一个非圆形的转动的轮子，用来反复 推动与它相接触的物体。
第十五页，共15页。
1．圆柱齿轮传动：用于成对齿轮，轴平行。用手 动或由电动机带动的主动轮的转向和与之啮合着的 从动轮的转向是相反的。为使两齿轮同向旋转，可
在两齿轮中间增加惰齿轮。
乐高玩具齿轮组合教程
乐高玩具齿轮组合教程乐高是一种广受欢迎的玩具，它具有创意和互动性强的特点。
其中，齿轮组合是乐高的一个重要元素，它能够使建筑物或机械模型实现动力传输和运动效果。
下面是一个关于乐高齿轮组合的详细教程，希望能帮助你更好地理解和使用乐高齿轮。
第一部分：乐高齿轮的基本知识乐高齿轮是乐高积木的一个组件，它由一个中央齿轮轴和多个外围齿轮组成。
中央齿轮轴是一个直径较大的圆柱体，而外围齿轮则是一个有齿的圆盘。
当中央齿轮轴旋转时，外围齿轮会受到动力影响而产生运动。
乐高齿轮有不同的尺寸和齿数。
齿数越多的齿轮，旋转速度越慢，但具有更大的转动力。
齿数较少的齿轮则具有更快的旋转速度，但转动力较小。
根据需要，我们可以根据齿轮的尺寸和齿数来选择合适的组合。
第二部分：基本的齿轮组合方式1.单个齿轮的运动传输：当一个齿轮通过中央齿轮轴连接到另一个固定的齿轮上时，中央齿轮轴的旋转将会传输到固定齿轮，使其也开始旋转。
2.多个齿轮的运动传输：通过同时连接多个齿轮来传输动力，可以实现更复杂的运动效果。
例如，可以通过两个齿轮连接，使其中一个齿轮的旋转方向与另一个齿轮的旋转方向相反。
3.齿轮系统的放大功能：齿轮组合还可以实现力的放大效果。
当一个齿轮通过多个齿轮连接到另一个齿轮上时，中间的齿轮会增大力的大小，使后面的齿轮更容易旋转。
第三部分：齿轮组合的应用示例1.乐高风扇：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高风扇模型。
可以通过一个齿轮轴连接到一个固定的齿轮上，齿轮与一个外围具有叶片的盘形构件连接。
当齿轮轴旋转时，叶片会开始旋转，模拟风扇的运行。
2.乐高电梯：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高电梯模型。
可以通过一个齿轮轴连接到一个固定的齿轮上，齿轮与一个导轨系统连接。
当齿轮轴旋转时，导轨系统会上升或下降，模拟电梯的运行。
3.乐高汽车：通过使用齿轮组合，可以制作一个乐高汽车模型。
可以通过齿轮组合连接车轮和发动机，使车轮开始旋转。
可以通过改变齿轮组合的尺寸和齿数来调节车速，增加或减少动力的输出。
乐高机器人教案
乐高机器人教案(总15页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除乐高机器人—齿轮篇教案在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。
要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。
简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。
探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。
介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。
认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。
齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。
齿轮的最重要属性就是它的齿数。
齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。
图一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。
两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。
第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。
第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。
第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。
当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。
加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。
当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。
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乐高机器人---运动篇欧阳家百（2021.03.07）8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。
大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。
虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。
底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。
8.2简单的差动装置机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。
差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。
注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。
当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。
如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。
根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。
图8.1简单差动装置表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。
因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。
另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。
假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。
这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。
在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。
8.2.1直线运动使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。
如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。
另一种简单的方法是通过软件调整速度。
在第3章介绍过程序能控制每个马达的速度，在程序中选择最有效的能量等级直到合适为止，这种方法的问题在于机器人负载发生变化，两马达速度需重新调整。
使用传感器让机器人直线运动让机器人直线运动的一种更有效果的方法是在系统中加入反馈装置。
从而，根据外界的变化，使用传感器来控制和调整每一个马达的速度，这也是现实生活中大多数差动装置所具有的的结构。
可以为每一个驱动轮附加计转器（测量轮子旋转次数）装置，以便在软件中控制马达功补偿两轮间的转速差。
乐高角度传感器在此应用中可以作为首选。
在每一个轮子上安装一个角度传感器并测量计数的差别，然后停止或降低较快的轮子以保持两个传感器的计数相同。
同时还可以使用在第四章中介绍的方法。
使用同样的传感器来探测障碍物，如果马达启动但轮子不转，可推断机器人被某物卡住了。
另外你也可使用角度传感器实现精确角度定位。
最后，角度传感器提供了最基本功能：使用odometry技术让机器人计算出自己的位置。
使用齿轮让机器人直线运动如果你只有一个角度传感器，可以使用驱动轮之间的速度差取代轮子的实际转速，差速齿轮，你能使用它加或减。
如果差动齿轮与驱动齿轮连在一起，它会把传动方式传递给另一个齿轮。
当轮子以同速转动时差动齿轮将停止转动。
假如两轮的速度有任何的差别，差动齿轮的转动和它的方向将告知你哪一个轮子转速快。
如图8.2所示的结构，即使你没有角度传感器，也建议你搭建这种结构，因为此结构具有指导作用。
我们省略了马达和其他加固梁以保持图片尽可能清楚，搭建时要加二个马达。
右边传动链的作用是变换与差速齿轮配合轴的转向，同时保持原始的传动比不变。
连接在差速齿轮上的角度传感器用于检测差动齿轮是否转动。
图8.2使用单个角度传感器观察左右轮速度的差别一个更基本方法是你在需要走直线时，同时锁住两个轮子，此系统非常有效的使你的机器人走直线。
它需要第三只马达来控制制动系统，同时也需要附加传动系统简化制动结构。
图8.3展示了具有特殊部件制动机构的示例：暗灰色带离合器16齿齿轮，传动驱动环和传动转变钩，这种特殊的齿轮，用圆形洞取代了普通的十字型洞，使得它能够在轴上自由转动，驱动环将被安装在轴上。
当你把驱动环与齿轮套在一起时（使用转变钩）齿轮与轴连在一起了。
图8.3可制动差动装置你也可使用图8.2展示的结构，用马达取代角度传感器，回顾第四章马达能当作制动器使用：在马达关闭状态，会阻止运动，在float状态马达仍无动力，但可以自由转动。
因此不要给马达提供动力，把它当作制动器来制动差速齿。
在关闭状态下制动马达，差速齿很难转动，从而使你的机器人沿直线前进，另一方面float状态使用马达，差速齿转动，机器人能够转弯，表8.2介绍了一些可行的组合。
当左右马达以不同的方向运行时，差动齿轮锁马达必须处于float状态图8.4带16齿齿轮离合器，传动操纵环，传动转变钩表8.2电动差动齿轮锁机器人如何控制差动装置考虑到马达在浮动状态下时也存在着重大的机械阻力，所以机器人将不能快速转弯，驱动马达在转弯时将负荷更大的重力。
使用小角轮走直线小角轮是差动装置平滑移动和转弯的又一个关键因素，通常我们会忽略这一点，LEGO Constructopedia提出图8.5所示的小角轮结构，但是小角轮设计上还存在着欠缺，它在一根轴上使用了两个轮子，在第二章中你已经知道此结构的轮子不能独立转动。
按照图表搭建此结构，试着让它转一个急弯，它的效果不是很好，为什么？事实上，除非你使其中的一个轮子打滑，否则它就不能转动。
图8.5 小角轮结构图8.6中的小角轮的结构有了一定的改进，左边的结构使用了单轮彻底避免了问题的出现。
右边的结构更可靠，它使用了两个自由轮允许小轮在原地转弯避免了磨擦与打滑的问题，两种结构的区别在轮轴、在左边结构中，轴与轮子同时旋转，而在右边的结构中，轮在轴上转动。
图8.6 避免打滑的角轮选择使用一个或更多角轮要根据机器人的功能，独角轮适用于多种场合，而双角轮安放在机器人的前方或后面是保持稳定性的好方法。
在一些场合，当在平滑的表面上控制重量轻，结构简单的机器人可以用圆形垫块或其它与接触面磨擦力很小的部件替代独角轮（图8.7）。
图8.7 圆形垫块8.3搭建双差动装置双差动装置是对简单差动机构的一个改进结构，主要从机械结构上解决走直线的问题,并使用了两个马达(参考图8.8)。
它的传动链有些复杂，依靠差动齿轮-使用两个更精确。
图8.8双差动装置双差动装置是差动齿轮的另外一种用法，通常轮子是连接在从差动齿轮延伸出来的轴上，然而在此结构中，轮子通过齿轮连接在差动齿轮的外齿。
在第四章中我们阐述了差动齿轮能够在机械上对两个独立的运动作加或减法运算，为了实现这个方法，用差动齿上延伸的轴作为输入，且差动齿轮本身将根据差动齿轮内部的代数和来运动（两个运动方向的代数叠加）。
在此结构中，两个马达为两个差动齿轮提供动力，特点其中一个马达同向带动差动齿轮的输入轴。
另一个马达以相反的方向驱动第三根输入轴，要控制双差动装置，只需使用其中一个马达，让另一个马达关闭。
在图8.9中所示的结构与图8.8中的结构相同，只不过没有马达，当1号马达带动40齿齿轮A转动时，2号马达使齿轮B保持静止，运动沿着虚线传递(由图示)。
两个差动装置同时转动，机器人沿直线向前，另一方面，1号马达停止，则齿轮停止，当2号电机转动，带动B将动力沿着实线传递。
差动装置同速不同向旋转，结果是机器人在原地转动。
图 8.9 双差动装置剖面图通常不同时使用两个马达，一个马达用于走直线，另一个马达用于转弯，如果根据马达的方向同时驱动两个马达也没关系，因为两个差动齿其中一个会抵消两个相反的输入，保持静止，而另外一个差动齿对两个输入进行相加，从而使得速度提高一倍，此时，机器人绕着静止轮转动。
双差动装置一个非常好的特性是使用一个角度传感器就可以精确的检测机器人的运动类型。
将传感器连接到其中一个轮上，当机器人直线运动时，使用传感器来测量运动的距离，当机器人转弯时，用传感器测量方向的改变量。
当然我们仍要牢记在机械结构有得必有失，换句话说，这种具有独创性的结构有它的缺点。
首先是它非常复杂，我们展示了结构的平面图可以更容易理解它们的配合，然而你自己也可使用多种传动机构构建简易的机器人(可能仍需一些齿轮或者是更少的)，这种复杂的传动装置导致产生了负面影响：磨擦力4搭建滑动转向装置滑动转向装置是差动装置的一种变化形式，通常用于履带式车辆，但有时也用于四个或六个轮子的形式。
对于履带的车辆，唯一的驱动设计就是滑动转向装置。
在现实生活中，挖土机和一些除草机是使用这种装置的最好例子。
图8.10展示了一个简单的滑动转向装置，每一个履带都由单独马达提供能量，由一个8齿轮与一个24齿轮啮合，并连接在履带轮上，履带前轮不需驱动。
带轮滑动转向装置需要一个有效的装置，将动力传到所有的轮子上，否则机器人不能顺利转弯或者不能转弯。
图8.11中的模型每侧使用五个24齿轮啮合，它们像履带那样从每个马达那里获得动力，每一个轮轴用于安装齿轮，这些齿轮都被用于传递运动的惰性齿轮分隔，如果有足够的24齿齿轮，你可以组合成此结构，图片中的圆形轮胎由补充套装提供。
图8.11 带轮滑动掌舵装置履带机器人搭建简单且动作有趣，因此，许多乐高爱好者都采用此结构。
与差动装置比较而言，当两条履带以同向运行时机器人向前行进，方向或速度上有差别就会使机器人转弯，原地转弯也有可能实现。
滑动转向装置也具有差动装置驱动机器人走直线所具有的缺点。
最后总结滑动转向装置的特点：■在粗糙的地面上履带与轮子相比，履带更易控制然而它不太租用光滑的表面■履带结构产生了更大的摩擦力耗费了马达提供的部分动力。
■在利用机器人运动进行定位时，这种结构的机器人是不适合定位的，因为它们不能避免本身具有的缺陷：产生滑动。
8.5搭建转向装置转向装置是用于各种车型的标准结构，由两个前转向轮和两个固定后轮构成，它也适用在机器人身上使用。
你可以驱动后轮或者前轮或者是四只轮子，利用乐高来实现这个方法非常简单，这也是为什么要介绍它的原因。
尽管它比差动装置的通用性要差，并且不能在原地转弯或急转弯，但此结构也有很多优点：易实现沿直线行走，且在粗糙路面上行走具有较高稳定性。
当使用机器人基本套装搭建转向装置时，只有一个马达驱动轮子，因为你需要其它的装置转动前轮，因此你的转动装置需要有差动机构一半的动力，才能使你的机器人良好的沿直线行走。
图8.12、8.13展示了二个简单的转向机构，除动作细节外，这两个模型具有相同的结构特性。
例如：后轮都是通过一只差动齿轮与驱动马达相连，在第二章中我们阐述过如果想让机器人转弯，就必须使用差动。