主要观点总结
介绍了一款电动滑板的制作过程和关键要点,包括选取材料、搭建电池组、设计电机支架、传动系统、电路连接等步骤。
关键观点总结
关键观点1: 电动滑板的速度和续航
电动滑板速度可达 40km/hr,一次充电可以续航 18km,满足通勤需求。
关键观点2: 选择合适的滑板
选取长板作为改造对象,因其平衡性强、易于操控,适合初学者,且方便添加机电部分。
关键观点3: 电机的选择
项目中使用两种直流电机,无刷直流电机的额定电压值为 170—300V,功率为 1500-3000W。
关键观点4: 电子调速器的功能
电子调速器连接电池、电机和遥控器,接收命令并控制电机的速度。
关键观点5: 电池组的建设
电池组的电量决定行驶距离,需要使用与电动机兼容的电池组。可以使用18650的锂离子电池或锂聚合物电池构建电池组。
关键观点6: 传动系统和电路的连接
传动系统由滑轮、皮带轮子、电机支架等组成。电路部分包括电子调速器、无线电控制器等,需按照一定步骤进行连接。
正文
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滑板很酷,不仅可以用来玩杂耍,还兼具代步工具的功能。那么给滑板加上一个直流电机,变成电动滑板会不会更酷呢?
下面介绍一款速度可达 40km/hr(26迈)的电动滑板,一次充电可以续航 18km,足够满足大多数人的通勤需求了。
如果你制作成功了,玩耍时一定要注意安全,记得随时佩戴头盔和必须的安全装备。
另外有些城市道路上已经禁止用滑板作为代步工具了,也请遵守交规。
材料清单
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滑板 × 1
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感应式无刷直流电机 × 1
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非感应式无刷直流电机 × 1
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感应式调速器 × 1
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非传感器调速器 × 1
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传动皮带 × 1
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链条传动装置 × 1
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电机套件 × 1
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18650 电池 × 若干
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锂电池 × 1
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电池仓 × 1
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烙铁 × 1
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焊锡丝 × 1
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工具箱 × 1
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锉刀 × 1
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钻头套件 × 1
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老虎钳 × 1
选择合适的滑板
挑选合适的滑板将其改造成电动滑板。由于滑板有许多种类的选择,选取一块合适的滑板非常的重要。
这里我选择了长板,因为它更宽、更长,而且除了带有滑轮外,平衡性更强;易于骑行和操控,适合初学者;而且有很大的空间方便添加机电部分。
电机和调速器
项目中要使用到两种类型的直流电机。一种是有刷直流电机,一种是无刷直流电机。
无刷直流电机的规格:额定电压值为 170—300V,功率为 1500-3000W。由此可见,额定电压将决定着板子有多少扭矩,额定电压越低,扭矩就越高。
我的电机额定功率为 280V 和 2500W,动力还是不错的,可以承受体重为 100 公斤的人。
项目中,需要使用三个相位来控制速度,因此需要添加一个电子调速器。调速器相当于这个项目中的“大脑”。它连接着电池和电机。同时,它还连接着遥控器上的接收器。
电子调速器接收“命令”(PWM 信号),占空比将其传递给遥控器,并控制的油门的大小。随后,它还将控制从电池传递到电动机的电能,从而控制电机的速度。
我使用的额定功率为 24V 和 120A,根据算式功率=电压×电流,则 24×120= 2880W,电机的额定功率为 2500W,因此会有一些多余的电量。
注意:电子调速器最好选择质量好的,避免因安全问题而引起火灾。另外,如果你也可以使用 VESC (开源电调),它是电子调速器的另一个版本。
电池组
电池的电量将确定你能行驶的距离。需要与电动机兼容的电池组。
我的电池组是由 6S 3P 18650 的锂离子电池构成,六个串联的锂离子电池和三个并联的锂离子电池。电池电压为 25.2V(6×4.2)。
关于如何构建电池组,你可以点击链接了解:
https://www.instructables.com/id/How-to-Make-a-18650-Li-ion-Battery-Pack
此外,你也可以使用锂聚合物电池构建电池组,但我并不建议你使用锂聚合物电池,如果处理不当,它们会很危险。
传动皮带和电机支架
轮子、滑轮和皮带组装在一起,可以形成传动系统。滑轮与电机皮带轮的比率称为“齿轮减速比”。数值可以设定在 2.5 左右,但也可以低于 1.5或高于 3。
通常情况下,速度较低的减速比更好。我使用 70mm 的滑轮,它套件的齿轮比是数值为 3 的高速齿轮。
使用 Autodesk Fusion 360 设计电机支架并 3D 打印,采用分体式的夹紧设计,将其安装到长板的车轴上。同时还需要弄清楚电机和车轴之间需要滑动多大的力去拉紧皮带。
支架是由 CNC 进行制造。这是一种减法制造工艺,它采用计算机控制和使用机床去除部件上的材料层,并生产出定制的零件。使用的材料是铝 6061-T6,因为它具有高强度的特点且易于加工。
动力传动系统
1、卸下右后轮,以便安装底座和电机。由于滑板的车轴有些弯曲,使用锉刀将其去除,以便电机支架能够完全适用于滑板的车轴。安装完电机支架后,使用机器螺钉安装了电机。
2、在车轮上增加一个滑轮,将旋转能量从电动机传递到车轮上。这个过程非常的简单,只需将较大的滑轮放置在车轮的中心,并标记需要在车轮上钻孔的洞即可。
3、打好孔后,使用机械螺钉将滑轮固定在车轮上,一定要固定到位。
4、将较小的滑轮安装在电机轴上,并将皮带与车轮一起放置,并确保它们对齐,将这三个滑轮组合在一起就形成了传动系统。
电路和 3D 打印部分
具体方式是:将电子调速器的三根线连接到电机的三根线,然后将电池组连接到电子调速器,最后就可以将电子调速器连接到无线电接收器。
我决定使用 Arduino 和 nRF24L01 模块构建无线电控制器,你也可直接购买现货。如果你需要构建一个,可以购买以下材料进行搭建。