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我们花了几个星期的时间Mindtribe制造一辆500美元的电动车去参加Maker Faire的Power Racing系列,以a为底权力车轮兰博基尼

动力赛车系列是一项令人惊叹的活动,在这里,那些仍然想成为孩子的成年人穿着疯狂的衣服,赛车他们的动力车轮赛车的勇气点和制造者风格的荣耀。

Bay Area Maker Faire的动力赛车系列
在Bay Area Maker Faire的Power Racing系列比赛中

这是我们进入比赛的第一年,所以我们决定记录我们的过程,希望更多的人会受到启发,制造新的和疯狂的汽车去参加未来的比赛,或者只是为了好玩。

在这篇文章中,我将深入探讨我们是如何进行构建的,我们如何采购组件(包括我们用来计算车辆加速度和速度的工具以及电机所需的电池容量),以及我们如何克服一些关键的挑战。

发现框架

因为我们的时间非常紧迫,所以我们决定购买一辆已经组装好的卡丁车,并根据需要进行改装,而不是建造一个新的车架并单独添加每个组件。

建造一辆汽车使用剃刀地面部队漂流卡丁车作为底盘。
建造一辆汽车使用剃刀地面部队漂流卡丁车作为底盘。

经过几个小时的研究,我决定剃刀地面部队漂流者小型儿童电动卡丁车。我去了店主的家,经过一番讨价还价,只花了100美元就买下了一辆组装好的卡丁车。

我把它带回办公室,把兰博基尼的车身放在车架上,它就像手套一样合适——这个计划完美地结合在一起了!我当时就应该知道这太容易了……

采购组件

我们几乎立刻意识到,看似完美的卡丁车是Razor决定(出于某种疯狂的原因)避免使用标准尺寸的组件。这意味着我们打算把零件(例如,后轴,转向杆,链轮等)换成我们在当地滑板车商店或eBay上可以找到的东西,这是不可能的。

此外,剃须刀选择不标准化的组成部分之间的同一家族的卡丁车,这意味着零件适合剃须刀沙丘童车不适合我们的剃须刀地面部队流浪卡丁车。这给我们原先的交换组件的计划带来了严重的漏洞,直到我们有了我们需要的卡丁车。

分而治之:组建团队

为了继续前进,我们划分了团队,每个团队都可以从组件级别攻击构建,以确保我们订购了正确的设备。

团队1:动力传动系统

负责选择电机,将其连接到驱动桥,并获得最佳的加速度和最高速度的混合出我们的汽车。

动力传动系统团队设置为其余的构建奠定基础,所以它是重要的,他们做了适当的预先计算选择合适的电动机,这将影响重量分布和指导团队的转弯半径,以及电池的类型和所需的制动能力打破和动力系统的团队。

在插入和玩了几个数字后,我们发现800瓦的直流电机和1000瓦的电机控制器最适合我们的需要。此外,因为我们重视加速度超过最高速度,我们决定我们需要更多的扭矩,而不是目前1:3电机链轮与轴链轮的比率所提供的。

我们从一个32齿轴链轮到一个60齿链轮,调整我们的比例从1:3到1:5.5,理论上增加扭矩从8Nm到15Nm。

我们在这里遇到的问题是,剃刀使用一个奇怪的19.85毫米后轴,没有人做滚子链轮超过20齿20毫米口径。最后,我们决定购买一个直径为3 / 4“的60齿滚子链轮,并使用20mm钻头来增加开口。

不幸的是,这导致了另一个问题:既然我们已经打开了孔的尺寸,原来锁住后轴上链轮的钥匙太大了,所以我们花了一些时间把它磨成正确的尺寸。

但是,链轮孔的开口是比车轴还大,这导致了后链轮的摆动。我们解决了这个问题,使用薄垫片中心的链轮,然后夹紧它与轴颈两端。不理想,因为这是额外的簧下重量,但我们决定这是最好的选择。

一旦链轮安装,电机安装是相当直接向前。我们在车架上焊接了一块钢板来安装电机,然后用4个螺栓将电机固定在一起。我们用垫圈把马达抬高,充当链条上的张紧器。

第二组:制动+动力总成

供电到电机,电机控制器,油门,杀死开关,最重要的是,停止车辆。

选择了发动机后,就由制动和动力系统团队来决定如何为发动机提供动力,另一方面,切断动力,让赛车停下来。

我们发现,对于36伏电机,我们将运行3-12伏电池串联,并确保我们选择的电池将给我们至少22 Ah我们要求的电机。

此时,更大的问题变成了体重。虽然我们想要使用更轻的电池,但我们的500美元预算消耗得比预期的要快,我们不得不接受廉价的铅酸电池,每个重约20磅!

专家提示:不要把电池当马后炮!如果你不做相应的计划,它们会增加一些严重的负担和复杂性。对于明年的比赛,我们肯定会改进我们的电池设置。

随着所有增加的重量和关注加速和最高速度,我们意识到我们最终不需要调整制动系统。虽然卡丁车使用的是廉价的皮带刹车,但我们的最高速度只有12英里每小时,这并不能保证一个完整的周期来建立一个更好的刹车系统。

3:团队指导

设计汽车最好的可能的转弯半径,重量分布,车轮,和司机的姿势。

最后,我们的致命弱点:转向。这是我们从一开始就预料到的问题:这里的问题是我们没有后轮差,这意味着两个后轮将以完全相同的速度移动,即使在转弯中。这对转弯半径非常不利。

传统上,车辆有一些实现差异的方法,这允许外轮旋转比内轮在转弯时更快。不这样做的后果是,当你转弯时,汽车想要保持直线前进,使它几乎不可能在转弯时保持速度。

我们认为我们可以通过选择合适的轮胎并尝试通过弯角来限制没有差异的影响。但不幸的是,Razor使用独特的尺寸为所有组件,所以找到适合我们的后轴和前轮杆几乎是不可能的。

我们最终不得不满足于薄,8英寸直径的车轮,通常适合剃刀沙丘车,而当他们接近,他们仍然需要一些“调整”,以适应他们。新的后轮太太大了,所以我们用薄铝板创建圆垫片,适合周围的轴,以缩小差距。这在后端是没问题的,因为车轮不能自由旋转,实际上是与轴一起旋转。

至于前轮,就有点棘手了。新的车轮不适合现有的拉杆,所以我们需要使用拉杆与这些车轮。一切似乎很好,直到我们意识到新的拉杆有一个更长的杠杆点比旧的,所以我们原来的不可调整的转向杆不适合。

我们订购了一些可调的转向杆并安装了它们,但却发现新的转向杆和旧的转向柱上的连接点没有对齐。

此时,我们的预算已经捉襟掣肘,无法再花钱了,于是我们挤在一起,抓起一把虎钳,轻轻地把方向盘杆弄弯,直到它们完全合适。有时候你所需要的只是一个hack !

随着转向到位,是时候安装座位。我们之前已经在车上焊接了一个座椅框架,这样我们就可以把电池偷偷放到驾驶员下面。我们知道座位必须铰链向上和向下,所以我们使用了一些u型夹保持座位下来,也允许它旋转在前面的支持条。

最后的调整+测试

与电机安装、指导工作,和座椅功能并准备幻灯片的电池,我们这几天在比赛前完成电动机的接线和权力,只有足够的时间离开汽车测试几圈。

事后看来,我们可能应该留出比完成构建更多的时间——在完成所有工作的最后,我们有点疯狂。

本系列的第3部分在Maker Faire,我们让你看看最后一辆车的行动!