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Wie man aus einem Kinder-ATV einen Geländewagen macht



Nichts auf dieser Welt hält ewig, aber einige chinesische Produkte überraschen einfach mit ihrer „Haltbarkeit“. Ich werde über meine Erfahrungen bei der Modernisierung eines ATV für Kinder berichten.

Was wir haben: ein ATV für Kinder KL-789 mit kleinen Störungen, ein bisschen Freizeit und dem Wunsch, dort ein überladenes Arduino zu stecken.

Was wir wollen: etwas, das länger als einen Monat funktioniert, vorzugsweise mit verbesserten Laufcharakteristiken.

Das ATV verfügt über zwei Kollektormotoren RS550 für 12 V mit einer Wellendrehzahl von 19300 U / min im Leerlauf, die über Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von ~ 131 mit den Hinterrädern mit einem Durchmesser von ~ 30 cm verbunden sind. Einfache Mathematik legt nahe, dass die Höchstgeschwindigkeit eines bestimmten Fahrzeugs 19300/131/60 * 3,14 * 0,3 = 2,31 m / s oder 8,3 km / h betragen sollte. In der Praxis fährt er ungefähr 7 km / h. Bei der Auswahl neuer Komponenten hatte ich Probleme mit dem Wunsch nach Höchstgeschwindigkeit und der Befürchtung, dass dies ein zu gefährliches Fahrzeug für Kinder sein könnte. Daher wurde beschlossen, dass er 1,5-2 mal schneller fahren sollte. Neben den Motoren war ich enttäuscht:

  • Batterie Gel 12V 10Ah, wobei der größte Teil der Kapazität bei hohem Entladestrom verloren geht
  • Steuersystem. Die erste Geschwindigkeit ist das Pedal, die Motoren sind in Reihe geschaltet. Die zweite Geschwindigkeit ist der Griff am Lenkrad, die Motoren sind parallel geschaltet. Die Bremse ist automatisch, wenn das Pedal losgelassen wird und die Motorwicklungen schließen. Diese Schaltung führt zu einem zu abrupten Start, einem völligen Mangel an Freilauf, der gleichen abrupten Bremse, all dies führt zu hohen Strombelastungen (der Pedalknopf ist während des Betriebsmonats geschmolzen) und mechanischen Belastungen der Getriebe und Räder, ganz zu schweigen vom banalen Komfort fahren
  • Stromkabel Abschnitt 0.75-1 sq. mm, die mit Nennströmen von 20A auf eine signifikante Temperatur erwärmt werden

Das heißt, Ich mochte absolut nicht die ganze Elektrik. Nach einigem Nachdenken wurde entschieden, Folgendes zu verwenden:


Um das Rumpeln der Kunststoffräder zu verringern und den Fahrkomfort zu verbessern, wurden 4 12,5-Zoll-Reifen für Kinderwagen gekauft. Anschließend wurden sie mit einem Schreibmesser etwas verfeinert und dann auf die Räder des ATV gezogen und mit Schrauben befestigt:



Als alles ankam, war ich es Als ich einen Prototyp auf meinen Knien montierte, stellte sich heraus, dass die Motoren auch ohne Last in 3-5 Minuten Betrieb bis zu 70 Grad heizen mussten. Ich musste zwei Kühler für sie kaufenIm Gegensatz dazu heizen sich die Regler auch bei ausgeschalteten Lüftern nicht auf (mit Blick auf die Zukunft heizen sie sich auch bei einem ATV unter Last nicht auf). Weil Wir haben zwei Motoren von zwei verschiedenen Seiten, es war notwendig, ein anderes Problem zu lösen - die Touch-Motoren drehen sich nur in eine Richtung. Ursprünglich war geplant, einen Motor zu zerlegen und den Sensor um 180 Grad zu drehen ... aber die Realität hat gezeigt, dass dies nicht mit wenig Blut möglich ist. Während der Experimente mit dem Sensor und den Timings ist einer der Regler teilweise durchgebrannt. Infolgedessen habe ich den Sensor abgelehnt und sie wie normale BCs angeschlossen. Der Sensor selbst besteht aus drei Hallsensoren, die die Position des Rotors verfolgen, und einem Temperatursensor. Es wurde beschlossen, diese gesamte Wirtschaft nicht zu verlassen, sondern sie an MK anzuschließen und als Motortemperatursensor, Motordrehzahlsensor und später zu verwenden.Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses - und als Geschwindigkeitssensor.

Die pwmservo-Bibliothek war etwas rätselhaft. Sie wurde entwickelt, um Servos (in meinem Fall Regler) über eine Hardware-PWM mit einer Genauigkeit von 1 Grad und nur 180 Zuständen zu steuern, und die "Vorwärts" -Richtung beträgt nur die Hälfte des Bereichs, d. H. 90 Staaten. Es schien mir, dass dies nicht genug ist, ich musste die Bibliothek zum Nachteil des plattformübergreifenden Arduins bearbeiten (es stellte sich nur für Controller mit 16 MHz heraus), das Ergebnis waren 1000 Zustände in jeder Richtung (die Einheit ist 0,5 μs PWM-Dauer, PWM von 1 bis 2 ms).

Nachdem die Arbeit "am Knie" mehr oder weniger getestet wurde, wurde all diese Wirtschaftlichkeit auf einem Quad installiert:

Foto


+ :



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Weil Es stellte sich heraus, dass die Leistung mehr als 500 W betrug. Es war notwendig, die Gasanstiegsrate zu begrenzen. Wenn Sie das Gas scharf auf das Maximum drehen, steigt die Leistung gleichmäßig an und erreicht in etwa 3 Sekunden ihr Maximum. Ich bin sicher, dass ohne dies ein sofortiger Rollover-Effekt auftreten würde.

Im Allgemeinen ist hier eine Telemetrie-Videoaufzeichnung vom Telefonbildschirm, alles ist dort sichtbar, nur aufgrund des leicht verbogenen Geschwindigkeitssensors im linken Motor (linke grüne Spalte) werden die Geschwindigkeitsdaten leicht unterschätzt, die mit frischen Batterien erreichte Höchstgeschwindigkeit beträgt 18 km / h.
Die Werte der Spalten: blau - Motortemperatur in Grad, grün - Motordrehzahl in U / min, orange - den Motoren in konventionellen Zahlen von 0 bis 1000 zugeführte Leistung, Graugasgriffposition.



Und so geht's:





Ich habe mich nicht weggeschleppt ... es ist ins Stocken geraten, aber ich bin mit dem ATV selbst gefahren und nach Telemetrie zu urteilen, ist es ihm absolut egal, wer oben ist



Beim ersten Video zu Beginn ist ein Knirschen zu hören. Am ersten Abend waren die Getriebe komplett außer Betrieb. Das Problem stellte sich heraus, dass die Getriebe aus Nylonzahnrädern bestehen, die sich auf einer 9 mm Stahlachse ohne Lager drehen, so dass die Reibungskraft der Zahnräder so groß war, dass die Mitte einfach in den Zahnrädern schmolz und die Ausrichtung verloren ging. In einem anderen Zahnrad wurde das Zahnrad mit der Achse verschweißt, und die Achse begann sich im Körper zu drehen und ihn zu schmelzen, wodurch auch das Zahnrad die Ausrichtung verlor.

Um dieses Problem zu lösen, brauchten wir:


Die neuen Achsen hatten 5 mm, also musste ich Buchsen mit einem Außendurchmesser von 9 mm auf einem 3D-Drucker drucken, und die inneren 5 mm, um neue Achsen in das alte Getriebegehäuse einzubauen, wurden 11 mm Löcher in Zahnräder mit einer Tiefe von 5 mm mit gebohrt beide Seiten (Lagersitze). Die Zahnräder sind jetzt auf Lagern montiert und reichlich mit Lithol geschmiert. Seit mehr als sechs Monaten läuft unter allen Bedingungen alles perfekt:

Foto








Aber ich höre hier nicht auf, der nächste Schritt sind die benutzerdefinierten Gänge des Getriebes, um die Geschwindigkeit auf 25-30 km / h zu erhöhen.



Kinder lernen sehr schnell und leisten bereits hervorragende Arbeit beim Einfahren in eine 90-Grad-Kurve mit ein wenig Bremsen und dann mit scharfem Gas am Ausgang der Kurve.

Eine Skizze, eine modifizierte pwmservo-Bibliothek und Pinount können hier heruntergeladen werden . All dies ist in Entwurfsform. Der Code enthält viele unvollendete und debuggende Codes, für die ich mich im Voraus entschuldige.

Source: https://habr.com/ru/post/de396209/

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