到目前为止，你几乎肯定在野外见过悬浮滑板。虽然目前的模型仍然没有马蒂·麦克弗莱的悬浮滑板的质量(谢谢，博士!)，但看到某人在旧金山每天的人行道上威严地滑翔也同样令人着迷。不过，并不是每个人都有我这样的感觉——有些人觉得它们很危险(比如政府……)或者认为他们是讨厌鬼。我想我们都同意，悬浮滑板是近代史上最两极分化的消费产品——你要么喜欢它，要么讨厌它。
对于一个工程师来说，悬浮滑板的构造和布线是很有趣的。中国各地的工厂和小型夫家商店都在仿制和销售价格从200美元到2000美元不等的悬浮滑板。公司之间互相起诉对方的专利和知识产权被盗。电池和电气问题被发现导致了悲惨的火灾。
不用说，我们在Fictiv迫不及待地挖掘，在拆下一个悬浮滑板后，很容易看出为什么这是市场上被复制最多的产品之一。
让我们一起来看看!
准备好开始构建自己的了不起的项目了吗?访问Fictiv24小时的3D打印零件周转。
围场
看着悬浮滑板，你可以看到组装完成与顶面朝下。我们把它翻转过来，用16个螺丝把底盖固定在组件的其余部分上。
底部拉下来很容易，从内部板和电池断开一些线束后。
底部覆盖本身是相当简单的注塑ABS件;塑料是白色的，红色是喷涂油漆的(你可以看到没有油漆覆盖的两个白色斑点)。这些悬浮滑板有很多颜色，所以油漆封面(而不是在模具中做颜色)是一个更经济的方式来处理不可预知的颜色需求。
你可以看到面板安装的灯和按钮连接到底盖。这些通常用于工业设备的控制面板，它们很便宜，而且随处可见。
“转向信号”灯板和盖板安装在底部面板上。每个都有8个led灯——真亮!
有趣的是，PCBA只是粘到光盖。不过，灯罩本身是用螺丝固定在底部面板上的。
这是顶盖——它们也是简单的注塑ABS件。
为了点亮电路板上的电源和电池信号，制造商在塑料外壳的切口后面放置了一个LED电路板，然后用贴纸掩盖灯的形状。为了隐藏这些贴纸，他们用很容易脱落的彩色聚碳酸酯窗户覆盖了这些区域。结果实际上非常好，我们在玩悬浮滑板的时候根本没有注意到贴纸。
下面是LED板——实际上我们很惊讶它们是不一样的。
电子
组装的上半部分看起来比较复杂，但是如果您跟着看，您会发现它实际上非常简单。
你有一个主PCBA，两个陀螺PCBA(相同)，和一个大的锂离子电池组。有趣的是，这里仍然没有看到一个马达，这让我们认为实际上有两个马达嵌入车轮。
在移除陀螺仪板和主PCBA之后，我们剩下了一个电池(被一个塑料支架固定住)，两块固定轮轴的金属板，以及四个橡胶触发器，当骑手站在悬浮滑板的橡胶垫上时，它们会被压下。
如果你看左边的铝板，那是主PCBA所在的地方。有14个螺丝和垫圈固定在板上，这可能是为了减少关键部件的振动。
再加几个螺丝和一点手臂力量，我们就能得到:
- 四注塑ABS外壳件
- 四注塑聚碳酸酯灯盖
- 三个塑料支架
- 两个陀螺的加工
- 四个领导的加工
- 一个主要的加工
- 两轮总成
- 一个电池
- 这两件套(数控铝底盘
加上一些零碎的东西。认真对待…就是这样!
这个产品的神奇之处在于它结合了几个简单的机制，一起工作来解决一个复杂的问题。
的机制
红外传感器
如前所述，骑者站在悬浮滑板顶部的橡胶垫上。在内部，当橡胶垫被压下时，它会中断一个红外传感器对，从而通知其一侧的电机移动。
当所有红外传感器对中断时，悬浮滑板静止不动。当有人身体前倾或只损坏了前面的红外传感器时，悬浮滑板就会被告知向前移动。如果右脚向前倾，而左脚向后倾，那么右前、左后红外传感器就会损坏，悬浮滑板就会逆时针旋转。
底盘旋转
底盘围绕一个简单的钢轴承轴旋转，连接悬浮滑板的左右两侧。钢轴也是中空的，用来将电线从一边传递到另一边。通过在悬浮滑板的一侧使用弯曲的开槽来增加旋转限制，该开槽的另一侧有一个轴，该轴在该开槽内滑动。
轮子(电机)
正如我们所预料的那样，打开车身后，马达位于每个轮子内，而且它们很重!每个轮子重约12磅。电机为三相交流、永磁无刷电机。
我们知道它是三相交流的，因为有三根粗线从轴伸出来，另外还有五线线束连接到电机控制器。
在一个电池供电的设备上，你通常只看到直流组件。然而，在需要高功率的系统中，交流电机的效率更高。交流电机对启动扭矩的控制也比直流电机强，这使得悬浮滑板稍微不那么吓人。
最初，它看起来像一个非常好的电机，直到你意识到制造商使用竹棒作为线圈绕组和插槽之间的间隔-看起来像一个黑客。这些竹签通常被用来烧烤烤肉串，在中国夜市随处可见。
使用垫片来稳定线圈并保持它们紧靠电枢铁芯是电机制造中的一种常见做法。也许这实际上是一种巧妙的制造商使用现成的组件(从一个不相关的行业)来实现这个目标?
看得更近些，你还会看到白色塑料薄膜包裹着线圈。它们起到绝缘衬垫的作用。
主要成本动因清单
悬浮滑板主要部件BOM:
- 一个主要的加工
- 两个汽车的轮子
- 两个陀螺的加工
- 一个锂离子电池组
- 铸铝内部底盘
- 射出成型塑料外壳
看看BOM就知道这个产品是多么简单，为什么中国的制造商能够如此容易地复制和制造它。从外观上看，这是一款新的尖端科技产品，实际上只是几个传感器和马达。外壳内部有很大的空间，所以制造商可以使用大量现成的组件，而不用在小型化上花费时间和金钱。
红外传感器告诉轮子该往哪个方向旋转，陀螺测量倾斜程度，并告诉轮子需要以多快的速度旋转才能让人保持直立。
组装是简单和清洁-没有固定装置是真正需要的，除了可能是一个固定夹具，以稳定的奇怪形状的悬浮板颠倒在组装期间。所有的电线都是连接的，使产品容易返工和维修。
在把这个特殊的悬浮滑板拆开之后，我们觉得我们得到了一个相当不错的结构。我们甚至给它充了三次电都没着火;不过，第一次充电时，我们采取了额外的预防措施，在浴缸里充电。
拆卸过程中最好的部分是我们可以把它重新组装起来!你可以在当地的滑板公园找到我。和平!
