媳妇快打钱（二）：乐高 MOC-5509 Grove GMK6400 格鲁夫起重机（避震版）

创作立场声明：乐高宅男，时间有限，乐高无限~~~~

上图镇楼。

GROVE GMK6400 全地形起重机

先来一小段背景介绍，格鲁夫（GROVE）移动起重机公司成立于 1947 年，是世界领先的移动式液压起重机制造商，生产设备位于宾夕法尼亚州 Shady Grove 和德国 Wilhelmshaven。

GROVE 推出的起重机产品包括全地形起重机、越野起重机、工业起重机、履带伸缩臂起重机、汽车起重机.

其中的全地形起重机系列，最大起重量从 50公吨至 450公吨不等，GMK6400 就是全地形起重机系列中的“二哥”，最大起重量达到 400吨，其自诞生之日就成为 Grove GMK 全地形起重机系列中最成功的起重机之一。

GROVE 品牌在 2002年被马尼托瓦克（MANITOWOC，简称MCG）起重集团收购，目前 MCG拥有拥有四大著名起重机品牌：格鲁夫（GROVE）液压移动式起重机、马尼托瓦克（MANITOWOC）履带起重机、波坦（POTAIN）塔式起重机以及纳雄纳尔（NATIONAL）随车吊。

背景介绍完毕，正式开篇。Rebrickable MOC-5509 诞生于2014年，其原型就是42009 Mobile Crane MK II。由于其创作过程中经历了多位乐高玩家的修改完善，因而被称之为社区项目。

该MOC在Eurobricks上的创作过程大体有如下几个阶段，首先是Jurgen Krooshoop，他创作的“ Ultimate 42009”有8个电机来控制所有原始的驾驶和转向等电动功能，且任意动作之间都可以同时操作。接下来Cristophe Moittie 创作完善了三级吊臂，使得二三段吊臂在收回时的长度几乎与第一段吊臂相同，同时延伸长度更长。afol1969 随后创建了延长吊臂的说明。 最终，Gerger 决定将起重机的5根轴扩展到6根，并为每个轴添加了完全独立的悬挂。此时，由于该模型已经不再与42009相似，故Gerger 更改了外观，使其接近于Grove GMK6400 全地形起重机。Gerger 还提供了完整模型的LDD文件，由Blakbird、Eric Albrecht、Alex Zeimet等多位EB（Eurobricks网站）成员接手制作了LDraw文件、零件清单和完整拼装说明书。在PDF版说明书的首页，可以看到他们的名字。

该MOC共有两个版本，因下车（装载车）是否带有避震，区分为悬挂版本和非悬挂版本。悬挂版本是最早的版本，其模拟了现实中 GMK6400的悬挂，由9个电机完成各功能模块的驱动。

非悬挂版本是第二个版本，也是动力改进版，其修改为使用伺服电机控制转向，并且支持蟹行模式（现实中的 GMK6400就支持蟹行），由10个电机完成各功能模块的驱动，动力性能要比悬挂版本更好。两个装载车版本的作者都是Gerger，真大神。

根据个人对吊臂变幅线性执行器、配重、飞臂、灯光的喜好，两个版本的改装方式也非常丰富多样，最终整个作品基础版会达到3600左右的零件数量，加上个人改装则零件数更高。

因为对齿条连杆转向和避震的设计比较感兴趣，所以我优先拼搭了悬挂版本，本文中的描述说明和拼搭感受，都是针对悬挂版本的。

GMK6400悬挂版本电动部件透视图

在Blakbird制作的下面这张彩图中，可以看到所有电动功能的交织：

红色=驱动：由2个XL电机实现6轴驱动

蓝色=转向：由L电机实现5轴转向

黄色=悬挂：12个车轮均为独立悬挂

蓝绿=支腿伸缩：由L电机驱动

棕色=支腿升降：由L电机驱动

粉色=吊台旋转：由M马达实现360度旋转

米黄=吊臂变幅：由L电机和推杆实现

白色=吊臂伸缩：由L电机和线绳驱动

绿色=卷扬：由M电机驱动

各电动功能模块透视图

下来按照各个功能模块介绍下这款经典MOC的工作原理，以及个人拼搭感受。文中的各个电动功能结构图均来自于Blakbird在EB论坛上的介绍。

先说装载车部分，首先是驱动系统，车辆前方的驾驶室下面并联一对XL电动机，经过20:12减速比后，通过一根纵轴对每个车轴施加扭矩。由于车身空间有限，深灰色的差速器没有像一般设计那样横向放置，而是纵向排列。下图从左至右依次为轴1至轴6。

下面是单个从动轴机构的特写图，差速器的输出是一对20齿双锥齿轮，米黄色双锥齿轮分别在两侧轴上驱动16齿灰色齿轮。灰色齿轮再驱动12齿锥齿轮实现每一侧的车轮转动，可以看到驱动结构相当复杂。其实拼搭完成后，整车动力比我预想的要拉跨不少，跟复杂的齿轮传动结构有很大关系，导致了太多的动力损耗，尤其是过坎的时候，轮子完全动不了……下文的视频中会有演示。12齿锥齿轮与浅灰色万向节轴套需要通过2.5L的十字轴相连（将5L的十字轴剪开一分为二），因为3L的偏长。

这里没有变速箱实际拼搭的照片，因为拼的时候没拍，拼完发现由于车身结构非常紧凑，各个方向都已经没法拍到内部的差速器结构。我用的是42070上的红色差速器，更酷一些（不管从外面也能不能看到，反正就是更酷一些……哈）。勉强上一张照片吧，红色的就是差速器。

V-8发动机由皮带驱动，皮带另一端连接至半轴套，半轴套所在的十字轴与轴1差速器咬合。半轴套的驱动速度与纵向主驱动轴相同，而后皮带将速度降低为1/3，故发动机活塞运动非常缓慢。

驾驶室顶上的一对黑色牙齿，用于固定和支撑吊臂，避免在行进过程中吊臂左右晃动。

下来是转向，与驱动系统一样，转向系统也使用纵轴操控。L电机通过锥齿轮驱动蜗轮，减速比为8:1，蜗轮驱动纵向主轴转动，主轴再驱动车轴改变方向。下图从右至左依次为车轴1至轴6，其中轴3未画出（轴3固定不可转向），轴1和6使用黑色12齿齿条，轴2、4和5使用灰色8齿齿条，于是产生了两个不同的转向角比率。其实最理想情况下，轴12456基于每个轴与轴3（枢轴点）的距离应该具有不同的转向比，但是这在使用积木进行拼搭上是极难实现。在拼搭时，需要确保连接每个车轴模块时，纵向主轴在转向齿条的位置居中，否则转向会偏斜。

上述设计产生的转向力是足够，即使原地不动打转向，车轮也可以随意左右扭动（只要不是在特别粗糙的地面上）。

但是实际操控中，转向还是比较难控制，有三方面原因：

1) 齿条传动方式转向偏快，有时只是操控一下，可能方向已经打过了。

2) 转向通过连杆驱动，每个车轴的连杆存在一定的自由活动空间，这样非刚性连接导致车轮自身会产生左右摆动，可能朝某个方向行进时，车轮并不在一条直线上，行进方向不好判断。

3) 转向打到最大时，车轮之间、车轮和挡板之间会发生干涉，严重影响车速，所以转向操作时需要留一些余地。如下图，并非我安装的转向齿条不居中，因为左右转向时轴4两侧的车轮都会与轴3车轮干涉。

最大转向时轴4和轴3产生干涉

最大转向时轴2和挡板产生干涉

尽管如此，考虑到整个模型的巨大重量，转向系统还是较好的实现了整车控制。只要熟悉下操控力度，完成操控也不是问题。

再下来是支腿功能， 下图蓝绿色部分实现支腿外伸和收缩，棕色部分实现支腿降下和升起，这里布局和传动设计与42009官方设定相似，只是区别在于，这些支腿由一对垂直安装的L电机驱动。

支腿伸缩，L电机通过锥齿轮来驱动纵向轴，使前后支腿保持同步。在黑色12齿齿轮驱动齿架展开支腿之前，传动路径仅有20:16减速比，所以支腿外伸和回缩的速度很快，而42009支腿的外伸就要慢很多。

支腿升降，L型电机通过锥齿轮驱动纵向轴，使前后支腿保持同步。整个传动路径减速比为20:12，4个长16L的十字轴各分布一个支腿，关键是红色8齿齿轮，16L轴可通过该齿轮自由滑动。当驱动轴转动时，可以带动推杆放下支腿。 需要注意的是，如果将支腿升高直到停止位置，则会大大增加齿轮阻力，造成支腿收缩时十字轴很难通过红色齿轮。所以支腿升高到最高点后，可反向轻微下降一点留出空间，这样支腿收缩就会非常顺畅。

再下来是悬挂，该MOC具有12轮独立悬挂，每个车轮都配备一个6.5L的硬避震弹簧，轴1还同时配备了6.5L的软避震弹簧，每个转向轴均使用5L悬挂臂，非转向轴3仅使用横梁，每个悬挂都是双叉骨类型。在现实中真正的Grove GMK6400全地形吊车上，在每个车轮上确实具有完全独立的悬架。

下车（运载车）的电动功能介绍完毕，驱动马达与转向马达共同连接一个红外遥控接收器，支腿伸缩马达与支腿升降马达共同连接一个红外遥控接收器。运载车部分完工照如下，其实除了将上车拼搭为起重机、与下车组合成为全地形吊车以外，上下车搭配自由发挥的空间很大，完全可以组合拼搭为导弹发射车、登高消防车、混凝土泵车……只要不嫌画风清奇~~

下来说起重机部分，首先是吊臂变幅，如下图所示，L电机按照5:1的减速比驱动一对平行推杆。

实际操控时推杆支撑力并不是很好， 一是由于推杆底部安装位置靠近吊臂，受力角度大导致支撑力不足，二是推杆行程太短而无法模拟真实吊车的运动范围。

推杆底部位置非常靠近吊臂

推杆最大行程较短导致吊臂变幅范围受限

如下图所示，真正的Grove GMK6400将液压推进器底部安装在相距吊臂更远的位置，几乎在驾驶室的前部，并且行程很长，吊臂运动范围可以达到大约-1.5度至82度。

玩家们针对吊臂变幅驱动进行了多种优化，一种是直接使用乐高零件重新拼搭线性执行器，RB上的作品有 MOC-5496和 MOC-18070，可以实现更大的行程和更好的支撑力。另一种是直接采用第三方推杆，外观简洁易操控，但是成本较高。某宝搜索“乐高吊车电动推杆”就可以搜到，单根花费要超过二百大洋。至于 Actuonix 和 Firgelli 的 EV3线性执行器就更贵了，在国内购入的话两根要上千块大洋。

起重机旋转结构较为简单，如下图，M电机通过蜗轮传动后形成 22.2:1减速比，使用蜗轮有助于大幅度降速，还可以防止吊台在外部负载的作用下自行旋转。黑色齿圈固定在下部装载机上不可旋转，因此深灰色8齿齿轮的旋转导致上部整体结构旋转。

吊台的下方增加了灰色导轮，用于辅助支撑和旋转。

再下来是卷扬，绞盘由M电机通过十字轴与栓连接件驱动齿轮，减速比为20:4，实际上线缆收放的速度恰到好处。

强烈建议线缆自己重新配，某宝搜索“尼龙编织绳”，直径1mm的买上5米即可。乐高绳长度有限，需要多跟拼接才够长，但拼接后接头在吊钩行进过程中总会卡住，实测即使用打火机把接头烧顺溜了，也还是会卡住，因为烧了以后接头周围一段会变硬。

最后是吊臂伸缩，由L电机通过一系列齿轮来驱动，蜗轮驱动齿条带动第二臂段伸缩，第三臂段则由电缆驱动，第三臂段类似于一个动滑轮。

吊臂伸长

吊臂收缩

第三臂段的绕线方式需要特别注意下，没仔细看拼搭说明书的话容易绕错，导致第三臂段失去动力。如下线缆从第二臂段的顶端绕出后，首先需要穿过第三臂段底部的砖孔，而后再穿过吊钩，通过第一臂段上方的定位孔，绑到绞盘上。然后转动绞盘收线，并且将第三臂段插入第二臂段之中，注意插入后让线缆位于第三臂段下方的凹槽处，并且把线缆理顺不要扭转打结。

上车（起重机）的功能介绍完毕，整车完工照如下，重量4.4公斤，长度76厘米。按照现实中Grove GMK6400 的真实尺寸17.536米计算，模型比例为1:23。

下面是整车的操控视频：

几点操控感受：

1) 实际上整车运动速度还是偏慢的，视频中已经是加了三倍速了，不过真实吊车操控也慢；

2) 除去将遥控杆推到头进行转向不顺畅以外，其它各个功能都很流畅；如前面所说，遥控杆推到头，会导致轮胎间干涉，严重影响动力；

3) 能吊多重的东西，跟起重机的配重有很大关系，上面原版的配重只有两个电池盒，并不算重，所以也吊不了太重的物体；

4) 吊臂变幅角度确实有限，估计大多数玩家都有迫切改装变幅驱动的冲动；

5) 越障就算了吧……

熊孩自己操控。

我拼搭此款MOC的零件主要来源为：

42009 作为基础，这是必须要有的；

42079 重型叉车，主要是为了凑轮子；

42095 遥控特技赛车，主要是为了L马达和遥控；

42030 沃尔沃轮式装载机，主要是PF件和黄色黑色零件；

剩下的就只能某宝购入了。

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改装吊臂变幅的线性执行器后，吊臂运动角度确实大了不少。马达线可以从转台下方走线，但可能不够长，到不了遥控接收器，需要一根延长线转接下。

左图为推杆最大行程，右图为改装的线性执行器最大行程

最后上一张全身照，等有时间了准备开拼动力改进版。