本帖最后由 zsx4mp 于 2018-8-28 10:34 编辑
在我上初中的时候，就开始迷上了越野车。那时候什么也不懂，什么也不会，只能看看视频，鼓捣鼓捣玩具。上了高中完全失去了自由，想法就搁置了，一直到上大学才有时间和能力完成了这个小时候的梦想，设计并加工了一个越野车的遥控模型。 因为喜欢军用悍马（HMMWV），所以整体结构参照的HMMWV的底盘结构：四轮独立悬架+轮边减速器。 然而HMMWV的定位是一辆军用卡车，其设计目标是高机动性，底盘结构更适于高速穿越，因此悬架行程并不夸张，不是很适合攀岩，但是高速稳定性很好。 而我要设计的是一个攀爬车，因此需要在双横臂+轮边减速器的结构基础上增大悬架行程，对悬架几何进行针对性设计。 为了便于维护，减少备件种类数量，前后悬架使用相同的零件。为了增加通过性，灵活控制前后桥的动力分配，使用了前后双 电机的形式，前后各一套完全对称的动力传动系统，车架也是前后对称的。这样还有一个好处，可以在玩一段时间之后，车头车尾互换，让齿轮和传动结构能够均匀磨损。 为了增加灵活性，设计了四轮转向，不仅能够减小转弯半径，还能够斜向行驶，有利于脱困。 为了有足够的转向力矩，使用了并联双 舵机，也就是说全车一共需要4个舵机。 电池使用的是4节18650，方便对称布置。为了自由分配前后动力，使用了双电调分别驱动前后电机。 遥控器使用了6通道的板控。轮胎选用了超级便宜的大脚轮胎，一方面上学的时候囊中羞涩，另一方面轮辋内部空间充足，便于布置轮边减速器。 设计完了，开始漫长的加工过程。
首先加工的是齿轮箱，也是这辆车上最难加工的零件。线切割，铝件容易断丝，所以加工时小心翼翼。还好一次成功。 车的齿轮来自本田，拆机件。尼龙齿，运行顺滑静音，超级耐磨。然而拆机件难以找到配件，得十分珍惜，一旦坏了车也就报废了。 大齿轮轴用4130钢管和45#钢板切割拼接而成。钢管经过切割抛光之后质感相当不错。 因为独立悬架的半轴是随着车轮跳动而相对车身摆动的，因此半轴内外两端都需要使用万向节。为了省钱，充分利用现有的材料，我构思了一种十字轴万向节。万向节使用钢管、钢珠和钢轴组成，可使用线切割完成制作。骄傲一下。 制作完的万向节如下，无运动干涉角度可达50度，直径最大12mm。最方便的是可以直接做到半轴上，省去了连接的麻烦。 全车的万向节零件，金属质感，闪闪发光。 大齿轮装上齿轮轴和万向节，机械感一下子就冒出来了 大齿轮完成了，齿轮箱也就基本完成 说一下轮边减速器，也算这辆车一个特点。整个轮边减速器都是自己设计的，包括齿轮。轮边减速器的加入，使整车的底盘抬升了20毫米，对通过性的提高起了很大的作用。同时由于具有减速的作用，还减小了齿轮箱、半轴的负担，延长了传动系统的寿命。
首先是输出齿轮，先用线切割将齿廓切割出来。 接下来在车床上钻中心轴孔。 齿轮轴用塞打螺栓切割成，因为塞打螺栓同时具有标准螺纹和精度较高的轴。 接下来是最关键的一步了，焊接。就是把齿轮和齿轮轴焊接到一起，还要保证齿轮和轴的高度同轴。然而仅仅靠齿轮中心孔是无法保证定位的，因为焊接应力会把事情搞得七扭八歪。所以我使用了焊接夹具。 将齿轮和齿轮轴装进夹具，做好定位并夹紧，焊接时使用氩弧焊在对称位置逐点焊接，让焊接应力互相制衡。结果不错，同轴度相当好。 然后是输入齿轮，输入齿轮由于比较小，因此输入齿轮轴没有使用焊接的方式，而是使用的螺纹连接。 轮边减速器的壳体，由于内部结构比较复杂，所以用不同结构的板拼接而成。 整体装配完成后的外形，已经安装了万向节和半轴。 接下来是悬架。独立悬架由于受到结构的限制，悬架行程不能做到非独立悬架那么大，为了尽量获取最大的悬架行程，将摆臂设计的尽量长。上摆臂用铝合金材料线切割做成，下摆臂用不锈钢线切割完成后拼接成。 这辆车没有使用传统的螺旋弹簧，也没有减震器。为什么这样做，因为速度很低，基本没有什么路面冲击，仅有的一点也被轮胎吸收了。所以我直接用连杆把摆臂的运动传递到了摇臂上，摇臂与车身使用扭转弹簧连接，可以提供支撑和稳定车身。下图就是悬架的摇臂。 转向使用竖直布置的舵机，这样布置舵机摇臂在竖直面内摆动，可以让球头获得更大的摆动幅度，从而获得最大的悬架行程。 悬架的整体装配。 悬架行程还可以，易拉罐的高度基本等于车轮直径。 装上车轮，看一下两种转向形式，一种是反向偏转，以缩小转弯半径，一种是同向偏转，斜向行驶。 为了保护齿轮箱，在底部安装了不锈钢护甲，又是闪闪发光。 到此机械部分就基本完成了。接下来安装电池、电压监测、遥控接收器、电调，连接舵机。双电调四舵机，布线有点乱啊。 第一次下地试车的视频，先拿一块破方砖试试手。
然后又测试了一下90度的接近角。 后来发现，由于前后完全一样，所以轴荷比是50：50，这并不利于攀岩，因为一旦开始爬石头，车身的重量就大部分或全部压在了后轮上，前轮缺失了附着力，所以又在前轮上设计了一个配重块，一方面可以将重心前移，给前轮更多的附着力，另一方面由于配重块布置的很低，还可以降低整车重心。 为了保护前减速器壳体，又给车安装了保险杠。终于可以轻松分辨前后了。 到此这辆车就算完成了。到现在，这辆车已经陪我两年半了，我也带着他走过了很多地方，从学校到唐山老家，到南京爬过，后来到苏州，爬过了大焦山、天平山、石湖、尹山湖，当然也走过著名的灵白线。因为这辆车，我也认识了很多模友，玩车的乐趣又提升了。 最后放一些觉得比较好的视频吧
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发表于 2018-8-13 10:45
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楼主
发表于 2018-8-13 17:51
