10、创造物理运动：从电机控制到机械原理的全面指南

创造物理运动：从电机控制到机械原理的全面指南

在探索人机交互的旅程中，我们已经学会了让计算机聆听人类表达，并且掌握了通过微控制器或多媒体计算机发出的光和声音做出回应的技巧。接下来，是时候赋予物理媒介以生命，让它们动起来了。物理运动能带来比普通多媒体更意想不到、更引人入胜甚至充满魔力的反馈。例如，鬼屋里一个简单的机械骨骼手臂轻拍游客肩膀，可能比最逼真、令人毛骨悚然的录制尖叫声或最大尺寸的幽灵投影更能让游客发出尖叫。下面，我们将深入探讨创造运动的相关技术。

1. 运动类型与电机种类

运动主要分为两种基本类型：直线运动（线性运动）和圆周运动（旋转运动）。大多数设备产生的是旋转运动，因此将旋转运动转换为直线运动是常见的挑战。

• 直流电机（DC Motor） ：这是最基本的电机类型，有两个电气连接。在适当的电压和足够的电流下，它会持续旋转。电流反向时，电机反转；电压降低，转速减慢；电压升高，转速加快。不过，大多数直流电机转速较高，但扭矩（拉力）较小。为了增加扭矩并降低速度，可以添加一系列齿轮。
• 齿轮电机（Gearhead Motor） ：本质上是带有齿轮箱的直流电机。齿轮箱降低了电机的速度，以换取更大的扭矩。因此，齿轮电机虽然速度较慢，但比普通直流电机更强壮。
• RC伺服电机（RC Servo Motor） ：一种特殊的齿轮电机，它能反馈自身的位置（通常使用电位计）。在物理计算爱好者中，RC伺服电机备受喜爱，因为它结合了齿轮电机的优点和自包含的反馈系统，允许通过脉冲信号将其移动到180度范围内的特定位置。虽然它不能像其他