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标题: 【zsx4mp】自制独立悬架攀爬车 [打印本页]
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 10:45
标题: 【zsx4mp】自制独立悬架攀爬车
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
作者: 佩奇和熊二 时间: 2018-8-13 11:28
自己做了个强爬呗
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 12:23
对头，只是没用直桥
作者: dengxiangqi 时间: 2018-8-13 12:36
厉害！
作者: 5420chenchao 时间: 2018-8-13 12:40
洋气啊！怎么没想着加个车壳，再美化一下呢
作者: zgchen 时间: 2018-8-13 12:47
做工不错！！耐用啊！！
作者: m28 时间: 2018-8-13 13:00
手工帝，请收下我的膝盖吧！666
作者: gorillazone 时间: 2018-8-13 13:01
up家是开矿的
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 13:12
加过一个悍马H2的壳子，影响性能，后来就不加了
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 13:13
谢谢鼓励！！
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 13:14
这个的确够耐用，都不知道摔了多少次了
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 13:35
以后还会发更多车，请继续支持！
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 13:36
要是有矿就去搞真车了
作者: EApeng 时间: 2018-8-13 16:30
赞
作者: 唐山悟空 时间: 2018-8-13 17:51
厉害了
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 18:34
唐山悟空 发表于 2018-8-13 17:51 
厉害了
老乡啊？
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 18:44
谢谢支持！！
作者: 唐山悟空 时间: 2018-8-13 19:38
zsx4mp 发表于 2018-8-13 18:34
老乡啊？
唐山乐亭的
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-13 19:57
唐山悟空 发表于 2018-8-13 19:38
唐山乐亭的
丰润
作者: 唐山悟空 时间: 2018-8-13 20:11
zsx4mp 发表于 2018-8-13 19:57
丰润
作者: 838445959 时间: 2018-8-13 21:50
自有设备就是好，要是全找别人打样做的话，精度一塌糊涂
作者: hobbie 时间: 2018-8-14 08:35
这种悬挂和万向，在攀爬的时候，万向的扭力损失大。我一直想买个非承载结构的带差速的直桥的车，不知道淘宝上有吗？
作者: arron3AI 时间: 2018-8-14 09:23
虽然不是很懂，但是给人感觉很震撼，很厉害
作者: Yliangding 时间: 2018-8-14 09:33
厉害呀..怎么加工出来的.
作者: 少校制造 时间: 2018-8-14 13:48
力与美的完美结合
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-14 13:59
838445959 发表于 2018-8-13 21:50
自有设备就是好，要是全找别人打样做的话，精度一塌糊涂
自己可以控制，还不用加工费
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-14 14:00
hobbie 发表于 2018-8-14 08:35
这种悬挂和万向，在攀爬的时候，万向的扭力损失大。我一直想买个非承载结构的带差速的直桥的车，不知道淘宝 ...
成品车就不了解了
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-14 14:00
Yliangding 发表于 2018-8-14 09:33
厉害呀..怎么加工出来的.
线切割
作者: drsyn 时间: 2018-8-14 22:47
太厉害了！
作者: zweg 时间: 2018-8-15 11:42
牛，犇犇犇
作者: stefaniese 时间: 2018-8-15 19:34
楼主 你真是我的偶像啊，，说真的你这动手能力，，我给你跪了
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-16 08:13
其实就是舍得花时间在上面，有爱好驱使啊
作者: 正正米丹阳 时间: 2018-8-16 10:18
太牛了，楼主主要是用线切割加工的，这是一个好方法
作者: mxah 时间: 2018-8-16 14:28
做工不错！原来线切割可以这样用，超赞！
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-16 22:06
线切割特别适合精细加工，超小的零件都可以做
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-16 22:07
设备是固定的，用法是无限的，哈
作者: pz02010 时间: 2018-8-17 12:15
你这车应该很重吧，钢质的？
作者: 北欧咸鱼罐头 时间: 2018-8-17 13:05
同事问我为什么跪着看论坛
作者: wang011511 时间: 2018-8-18 09:12
{:1_45:}{:1_45:}{:1_45:}
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-19 11:30
主要是不锈钢和铝合金，总重8斤，比板砖还重
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-19 11:31
朋友，你这太幽默了
作者: pz02010 时间: 2018-8-19 18:21
扭簧设计真心不错，那些动辄好几百的卖避震的看着都着急
扭簧是自制还是现成的，怎么选？
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-20 16:17
扭簧是买的，选弹簧主要先看安装空间，然后大致估算下圈数和直径，其实我这个有几个调节机构，可以在一定范围内设置弹簧预紧，给选弹簧放宽了要求。其实仔细看的话，会发现左右摇臂是通过连杆连接的，那个连杆可以替换成一个短减震器。扭簧主要功能是让车身保持竖直。这样设计垂向刚度大，侧倾刚度小，有利于轮胎附着。
作者: pz02010 时间: 2018-8-20 22:01
这个结构给赞。从没想过扭簧往这上面用，说实在的也没怎么接触扭簧
作者: wangweiabm 时间: 2018-8-21 07:15
动手能力太强了，佩服！
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-21 11:13
我也主要是之前有一套扭簧，汽车上拆下来的，只是不能用，但是发现扭簧特别省空间，就有用扭簧的想法了。
作者: 怀远※葒薼 时间: 2018-8-21 15:10
不是一般的好~！很不错！强烈支持一下
作者: 老司机开车了 时间: 2018-8-22 09:33
轮边减速是个亮点
作者: ATI 时间: 2018-8-22 13:10
楼主技术非常好哦 如果把电机垂直放那就更完美了我只是随口说说楼主美观壳什么时候做啊
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-22 13:43
外壳加过，感觉不协调又拆了，哈哈
(, 下载次数: 160)
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-22 13:57
感谢支持
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-22 13:58
这个减速器本来不想装，做起来还是挺麻烦的，但是一想干脆一步到位，就加上了，直接导致车重达到了8斤
作者: 超级直升机 时间: 2018-8-22 17:19
性能爬不如仿真爬好看，不过LZ手艺满赞~
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-22 18:15
两种都是爬，只是不同风格，以后我也会搞一些造型上的内容，只是不知何时
作者: naoli 时间: 2018-8-23 00:33
这样的水平，我只能够仰视的了。
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-23 08:19
加入我们吧，群831302548
作者: yuye1216 时间: 2018-8-23 11:38
收下我的膝盖
作者: 香槟 时间: 2018-8-24 10:01
不顶对不起这手艺
作者: zsx4mp 时间: 2018-8-24 12:27
啊，谢谢，谢谢。你这头像可以啊
作者: 香槟 时间: 2018-8-25 14:42
比较浪 哈哈哈
作者: wangmiaodd 时间: 2018-12-4 04:49
模型完成了艺术 好手艺啊
作者: 181889595 时间: 2018-12-14 14:20
向大神学习~~~
作者: mxah 时间: 2019-10-28 09:57
高人，这手工水平......厉害！+羡慕！
作者: 喷气螺旋桨 时间: 2019-10-28 17:13
牛逼到爆，收下我的仰望
作者: Physalis 时间: 2019-10-28 17:33
楼主了得，不过还是建议换下那些过剩的钢料，扩一下地盘幅度，这样换来更多的应用场合，卖卖也是不错的
作者: billy731 时间: 2019-11-5 10:16
看过一个四轮独立驱动的，各有千秋。
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