Рама квадроцикла из оки | Форум Сам собрал!

Инструменты и материалы

Собирать будем квадроцикл 4х4 для активного отдыха, который был разработан по аналогии с лучшими моделями фабричного производства. Судя по многочисленным отзывам, схема не только рабочая, но и вполне качественная – нередко хорошая самоделка для собственного пользования существенно превосходит то, что за большие деньги предлагают разрекламированные бренды.

Материалов понадобится не так уж много, но вы должны быть уверены, что все необходимое у вас есть. Если вы не удостоверитесь в этом заранее, может оказаться, что последнюю деталь вы найти не сможете, и из-за этого квадроцикл не будет собран.

• Трубы. Этот материал будет выступать в качестве основы для каркаса. Годятся обыкновенные водопроводные трубы, но речь, естественно, идет о металлической продукции. Понадобится два разных диаметра – 27 и 32 мм. Точную длину указывать не стоит – все зависит от ваших умений работы с металлом, а новичку наверняка понадобится намного больше, чем минимум.

• Детали от «Оки». «Сердцем» нового транспортного средства выступит двигатель от модели «Ока» 11113. Коробка передач нужна также от этой модели автомобиля. Щиток приборов, учитывая происхождение всех остальных основных узлов агрегата, тоже берут у «Оки».

• Детали от ВАЗа. Одной «Окой» заимствования от автомобиля не ограничиваются – благодаря этому получится существенно сократить объем работ. От классической «девятки» надо взять передний и задний редукторы, а также гранаты и ступицы. Благодаря распространению этого автомобиля на территории России даже в наши дни проблем с поиском таких деталей не возникнет.

• Колеса. Можно взять от чего угодно, но рекомендуемый радиус – 15. В качестве хорошего примера часто берут колеса от «Шевроле-Нива» – соответственно, два передних и два задних.

• Трансмиссии передних и задних колес.

• Канистра на 20 литров. В конструкции самодельного вездехода используется в качестве топливного бака.

• Стеклопластик. Этот материал необходим для изготовления каркаса – благодаря его наличию готовый мотовездеход не будет существенно отличаться от фабричной продукции своим внешним видом.

• Глушитель. Используется опционально, обязательным не является.

Инструментарий для изготовления самодельного квадрика выглядит намного шире, поскольку призван обеспечить всестороннюю обработку вышеописанных материалов. Из того, что понадобится обязательно, выделим следующее:

• сварка;
• болгарка для резки труб;
• дрель;
• молоток;
• рулетка;
• гаечные ключи разных размеров;
• штангенциркуль;
• нож.

Вооружившись всем необходимым, можно переходить непосредственно к конструированию самодельного транспортного средства.

Как из детского квадроцикла сделать вседорожный гоночный болид

Ничто в этом мире не вечно, но некоторые китайские изделия просто удивляют своей «долговечностью». Я расскажу о своем опыте модернизации детского квадроцикла.
Что имеем: детский квадроцикл KL-789 с незначительными неисправностями, немного свободного времени и желание воткнуть туда завалявшуюся ардуину.

Что хотим получить: что-то рабочее дольше, чем один месяц, желательно с улучшенными ходовыми характеристиками. Квадроцикл имеет два коллекторных мотора RS550 на 12V, с частотой вращения вала 19300 rpm на холостом ходу, подключенные к задним колесам диаметром ~30 см через редукторы с передаточным числом ~131.

Простая математика говорит о том, что максимальная скорость данного ТС должна быть 19300/131/60 * 3.14 * 0,3 = 2,31 м/с или 8,3 км/ч. На практике, он едет примерно 7 км/ч. Во время выбора новых комплектующих во мне боролись желание сделать максимальную скорость, и опасение, что это будет слишком опасным транспортом для детей. Поэтому было решено, что он должен ехать в 1,5-2 раза быстрее. Кроме двигателей, меня в нем неустраивало:

• Аккумулятор.
  Гелевый 12V 10Ah, теряющий бОльшую часть емкости при большом разрядном токе
• Система управления.
  Первая скорость — педаль, двигатели подключаются последовательно. Вторая скорость-ручка на руле, двигатели подключаются параллельно. Тормоз — автоматический при отпускании педали, обмотки двигателей замыкаются. Данная схема приводит к слишком резкому старту, полному отсутствию свободного качения, такому же резкому тормозу, все это приводит к большим токовым нагрузкам (кнопка педали расплавилась в течении месяца эксплуатации), и механическим нагрузкам на редукторы и колеса, не говоря уже о банальной не комфортности езды
• Силовые провода.
  Сечением 0,75-1 кв. мм, которые с номинальными токами в 20А нагреваются до значительной температуры

Т.е. меня не устраивала абсолютно вся электрика. Немного поразмыслив, было решено использовать:

• Две литиевые батареи на 11.1V с максимальным (обещанным) током 240А каждая (да, ими можно заводить автомобиль, проверено)
• Два сенсорных БК мотора на 36000 rpm при номинальных 11.1V, и ~40000 rpm при полностью заряженных батареях
• Два сенсорных БК регулятора на 120А (люблю все с запасом)
• Пропорциональная ручка газа на основе датчика Холла
• Пяти-позиционный переключатель передач, у нас будет три скорости вперед, одна назад и нейтраль
• Датчик тока на 100А
• Bluetooth модуль, для телеметрии на телефоне
• Фары передние
• Стоп сигнал/задний габарит, красный, красный
• Звуковой сигнал, куда же без него
• FET модуль, 4 канальный, для управления фарами
• Teensy 2.0, в качестве контроллера всего этого
• Двух-секционный выключатель для света
• Ну и немного всякой мелочевки -донгл для настройки и прошивки регуляторов, коннекторы, провода, термоусадка, инструмент для снятия пиньена со стокового мотора

Кроме этого, для уменьшения грохота пластиковых колес и улучшения плавности хода были куплены 4 покрышки 12,5″ для детских колясок, после чего они подверглись небольшой доработке канцелярским ножом, а затем были натянуты на колеса квадроцикла, и закреплены саморезами:

Когда все приехало, был собран прототип на коленках, выяснилось, что двигатели даже без нагрузки нагреваются до 70 градусов за 3-5 минут работы, пришлось докупить два кулера к ним, а регуляторы наоборот, даже с отключенными вентиляторами не греются (забегая вперед, на квадроцикле под нагрузкой они тоже не греются). Т.к. у нас два двигателя с двух разных сторон, необходимо было решить еще одну проблему — сенсорные моторы крутятся только в одну сторону.

Первоначально планировалось разобрать один мотор, и перевернуть в нем сенсор на 180 градусов… но реальность показала, что это невозможно сделать малой кровью. Более того, во время экспериментов с сенсором и таймингами частично сгорел один из регуляторов, в итоге я отказался от сенсора, и подключил их как обычные БК.

Сам сенсор состоит из трех датчиков Холла, отслеживающих положение ротора, и датчика температуры. Было решено не оставлять все это хозяйство, а подключить к МК и использовать как датчик температуры двигателя, датчик скорости вращения двигателя, а в последствии, зная передаточное число — и как датчик скорости.

Несколько озадачила библиотека pwmservo, она предназначена для управления сервомашинками (в моем случае регулаторами) через аппаратный ШИМ, с точностью в 1 градус, всего 180 состояний, а направление «вперед» это только половина диапазона, т.е. 90 состояний.

Мне показалось что это маловато, пришлось отредактировать библиотеку в ущерб кросс-платформенности ардуин (получилось только для контроллеров с 16 МГц), результат — 1000 состояний в каждую сторону (единица равна 0,5 мкс длительности ШИМ, ШИМ от 1 до 2 мс).

После того, как работа «на коленке» была более менее отлажена, все это хозяйство было установлено на квадроцикл:Фото

Двигатель редуктор:

Внутри небольшой творческий беспорядок из проводов (просто побросал все провода внутрь, хотелось протестировать быстрее, позже приведено в человеческий вид):

Т.к. мощность получилась больше 500 Вт, пришлось ограничить скорость нарастания газа, если с места резко повернуть газ в максимум, мощность будет увеличиваться плавно, и своего максимума достигнет примерно через 3 секунды. Уверен, без этого происходил бы эффект моментального опрокидывания.

В общем, вот запись видео телеметрии с экрана телефона, там все видно, только из-за слегка заглючившего датчика оборотов в левом двигателе (левый зеленый столбик) данные скорости слегка занижены, максимально достигнутая скорость на свежих батареях — 18 км/ч Значения столбиков: синие — температура двигателей в градусах, зеленые — обороты двигателей в rpm, оранжевые — мощность подаваемая на двигатели в условных числах от 0 до 1000, серый — положение ручки газа.

А вот как это едет:

Меня не утащил… буксует, но на самом квадроцикле я ездил, и судя по телеметрии, ему абсолютно все равно кто там сверху

На первом видео на старте слышен хруст. В первый же вечер, полностью вышли из строя редукторы. Проблема оказалась в том, что редукторы состоят из нейлоновых шестерен, вращающихся на 9 мм стальной оси без подшипников, таким образом, сила трения шестерен оказалась настолько большой, что в одном редукторе в шестернях просто выплавилась середина, и потерялась соосность.

Для решения этой проблемы понадобились:

• Оси от вертолетов 450 pro
• Подшипники от них же

Новые оси 5мм, поэтом пришлось распечатать на 3D принтере втулки с внешним диаметром 9 мм (как у старых осей), а внутренним 5мм, для того чтобы можно было новые оси установить в старый корпус редуктора, в шестернях были высверлены 11 мм отверстия глубиной 5мм с обоих сторон (посадочные места под подшипник).

Но на этом я не останавливаюсь, следующий шаг — кастомные шестерни редуктора, для того чтобы увеличить скорость до 25-30 км/ч.

Дети очень быстро учатся, и уже прекрасно справляются с вхождением в 90-градусный поворот с небольшим притормаживанием, а затем резким газом на выходе из поворота.

Рама квадроцикла своими руками чертежи

Фальшбак — сложной формы. Выгнуть его из оргалита не представлялось возможным. Поэтому, замотав двигатель полиэтиленовой пленкой, стал заполнять слоями монтажной пены предназначенное для него место. После каждого слоя — обязательная сушка, иначе толстый объём пены может не просохнуть внутри.

Под приборный щиток пошла в ход часть приборной панели «Оки». Закреплял её на болванке тоже с помощью монтажной пены. Поскольку пена крупнопористая, поры заполнял гипсом и затем обрабатывал. Когда форма болванки начала отвечать задуманному дизайну и её поверхность стала более-менее гладкой, покрыл заготовку краской ПФ-115.

Итак, болван готов и чтобы выклеить качественное изделие, потребовалось: 10 кг эпоксидной смолы, 1 кг пластификатора к ней и 1 кг отвердителя, 15 погонных метров не толстой стеклоткани, 5 м стекломата, кисти, перчатки. Очень желательно работать в средствах, защищающих дыхание. И чем они дороже, тем надёжнее. А вот опыт, как известно, не купишь, поэтому набирался его в процессе работы.

В качестве разделительного слоя между болваном и изделием использовал прозрачный скотч. Тщательно, без пропусков, обклеил его полосами весь болван. Ушло всего 1,5 рулона широкого скотча.

Разводил смолу по 200 — 300 граммов с отвердителем и пластификатором. Применял мерные стаканчики и шприцы, что не очень-то удобно. Перед этим нарезал полоски стеклоткани такими размерами, чтобы на ровных поверхностях ложились большие полотна, а на неровностях отрезки ткани смогли их повторить, не сделав складок. К слову, стеклоткань в меру тянется по диагонали переплетений, «обтекая» нужную форму.

Сначала намазывал густо эпоксидной смолой один участок болвана, накладывал на него стеклоткань и сверху пропитывал снова смолой. Соседний кусок ткани клеил по той же технологии с перехлёстом 3 — 5 см. Работать пришлось споро — смола схватывается довольно быстро, и чем выше её температура, тем быстрее. Да, ещё смолу чуть-чуть подогревал возле мощной лампы освещения для лучшей текучести.

После обклейки болвана стеклотканью в один слой, начал обклеивать его стекломатом. Стекломат достался мне достаточно толстый, и им оказалось хорошо набирать толщину изделия. Но он не облегает неровности, поэтому использовал его только на ровных (или с некрутым прогибом) поверхностях и без перехлёста.

Пропитка смолой осуществлялась так же, как и при работе со стеклотканью. Только следует учесть, что смолы для пропитки стекломата уходит очень много, поэтому разводить её нужно побольше. Неровные поверхности после наклейки стекломата проклейвал в несколько слоёв тканью.

Каждый последующий слой накладывал после того, как немного схватится предыдущий, чтобы не утекала смола. А поскольку процесс выклейки обвеса занял не один день, приходилось после суток перерыва «шершавить» поверхность крупной наждачной бумагой и обезжиривать — ведь смола за это время отверждается полностью. Заключительные слои поверх мата опять покрывал стеклотканью, и даже не одним слоем.

Так как поверхность мне нужна была, как говорится, чем ровнее, тем лучше, а опыта было маловато, то провалы и ямки всё же оставались — заливал их где одной смолой, а где и с наложением кусочков стеклоткани. Смолы немного не хватило. Докупал уже в хозмаге, в коробочках.

После полного высыхания выклеенного обвеса сделал в нём пропилы, разделив изделие на три части: задние крылья и задок, фальшбак с подсиденьем, передние крылья и передок. Осторожно, слегка поддев и оттягивая руками с подковыриванием, отделил изделие по частям без особых усилий от болвана.

Теперь, сняв части, начал обрабатывать их по отдельности, доводя до нужного результата. В общем, обыкновенные подготовительные и покрасочные работы по «всей» технологии: сначала грубая шлифовка со снятием больших выпуклостей смолы и стеклоткани; затем кропотливое заделывание шпаклевкой со стекловолокном углублений; далее шлифовка наружной поверхности и грунтовка с пластификатором. В заключении — покраска «металликом» и покрытие лаком с пластификатором.

Болван тоже аккуратно срезал и положил в дальний угол — на всякий случай. Обвес прикрепил к специально сделанным и приваренным «по месту» креплениям на раме.

В завершение сварил из тонкостенных стальных труб наружным диаметром 20 мм передний и задний багажники, а в дополнение к ним — и «кенгурятники», заменяющие бамперы.

Самодельный квадроцикл с двигателем от оки| 85 фото пошаговой сборки – самоделкин друг

Чертежи квадроцикла 4х4 для самостоятельного изготовления