第1步:設計過程
我通過識別長板的主要標準組件來啟動項目;卡車,甲板和輪子。這些是現成的零件,所以我用它們作為設計的起點。第一階段是設計動力傳動系統,包括電機安裝座,傳動裝置以及對卡車的一些修改。電機安裝座的尺寸和位置決定了外殼的尺寸和位置,因此首先完成這一過程非常重要。我計算了所需的最高速度和扭矩要求,這使我能夠為電路板選擇電機和電池。還計算了傳動比,并選擇了滑輪尺寸以及傳動帶長度。這使我能夠確定正確尺寸的電機安裝座,從而確保良好張緊的安全帶。
下一步是設計電池和速度控制器(ESC)外殼。選定的甲板主要由竹子組成,因此非常靈活,基本上在中間彎曲。這具有騎行舒適的優點,因為它吸收了道路上的顛簸,并且不會將它們傳遞給騎車者。然而,這也意味著需要分開的外殼來容納電池和電子設備,因為全長外殼將不能與板一起彎曲并且在操作期間將與地面接觸。由于電氣限制,電子速度控制器(ESC)被放置在最靠近電動機的位置。由于電機通過卡車連接,因此轉彎時位置會發生變化,因此必須將外殼設計成允許電機間隙。
電池系統放置在甲板的另一端,并容納與電源相關的電子設備。這包括由20個鋰離子18650電池組成的電池組,電池管理系統,開/關開關和充電插座。
我在整個設計過程中使用了Autodesk Fusion360,這個軟件使我能夠快速完成主組件內部的模型組件大大加快了開發時間。我還使用了Fusion360中的仿真功能來確保零件足夠堅固,特別是電機安裝座。這使我能夠實際減小支架的尺寸,因為我可以驗證強度和撓度要求并移除材料,同時仍然保持適當的安全系數。設計過程完成后,可以非常輕松地導出各個零件進行3D打印。
第2步:動力傳動系統
我完成了構建首先是傳動系統,以確保電子設備外殼的適當間隙。我選擇使用Calibre卡車,因為它們具有方形輪廓,非常適合夾緊電機安裝座。然而,軸略短,不允許兩個電機在同一輛卡車上使用,所以我需要延長它以使車輪適合。
我通過減少一些鋁合金卡車吊架車身實現了這一目標,露出了更多的鋼軸。然后我將大部分軸向下切割,留下大約10毫米,然后我可以用M8模具擰緊。
然后可以擰上一個聯軸器,并在其上添加另一個螺紋軸,有效地延長軸。我使用Loctite 648固定化合物永久固定聯軸器和新軸,以確保在使用過程中不會擰松。這樣就可以將兩個電機安裝在卡車上并為車輪提供足夠的間隙。
動力傳動系統主要使用HP Multi-Jet Fusion技術進行打印,以確保高加速和制動時的剛性和強度,最大的力將被轉移。
一個特殊的滑輪設計用于鎖定后輪,然后用HTD 5M皮帶連接到電機皮帶輪。添加了3D打印蓋,為滑輪組件提供保護。
步驟3:羅紋外殼
我做出的一個主要設計決定是將外殼分開,這樣可以使外觀整潔,并使柔性甲板能夠正常工作而不會增加外殼的剛度。我想傳達HP Multi Jet Fusion技術的功能方面,因此我決定FDM打印機殼的主體以降低成本,然后使用HP部件來支撐并將它們夾在平臺上。這提供了一種有趣的美感,同時也非常實用。
FDM印刷外殼被分成兩半以幫助印刷,因為可以從外表面消除支撐材料。分割線經過精心定位,以確保在夾緊到電路板時它被HP部件隱藏。添加了用于電機連接的孔,并將鍍金子彈連接器粘合到位
將螺紋嵌件嵌入竹板中以將外殼固定到板上,并與板表面齊平打磨以確保卡座和機箱之間沒有間隙。
步驟4:電子設備
電子產品經過精心挑選,以確保電路板功能強大但直觀易用。如果發生任何故障,該電路板可能存在危險,因此可靠性是一個非常重要的因素。
電池組由20個單獨的18650鋰離子電池組成,這些電池點焊在一起形成42v電池組。 2個電池并聯焊接,10個串聯焊接;我使用的細胞是索尼VTC6。我使用點焊機焊接鎳片以形成電池組,因為焊接會產生過多的熱量,從而損壞電池。
電池外殼的電源通過扁平編織傳輸到速度控制器盒電纜剛好在甲板頂部的把手帶下面。這樣就可以“隱藏”電纜,并且不需要在下面放置看起來很丑的電纜。
由于這是雙電機板,因此需要兩個速度控制器來獨立控制每個電機。我在這個版本中使用了VESC速度控制器,這是一款專為電動滑板設計的控制器,這使得它非常可靠。
使用的電機是170kv 5065的外徑,每個可以產生2200W,這對于這塊電路板來說是很大的功率。通過當前的傳動裝置,電路板最大速度約為35MPH,并且加速非常快。
最后一步是創建一個遙控器來控制電路板。由于操作更容易,無線系統是首選。然而,重要的是確保傳輸的高可靠性,因為通信的下降可能具有嚴重的安全問題,尤其是在高速時。在測試了幾個無線電傳輸協議之后,我決定2.4GHz無線電頻率對于這個項目來說是最可靠的。我使用現成的RC車載發射器,但通過將電子設備轉移到3D打印的小型手提箱中,大大減小了尺寸。
步驟5:完成的電路板和促銷視頻
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