Chodzę do całkiem fajnego college'u inżynieryjnego (Harvey Mudd), gdzie większość ludzi korzysta z pewnego rodzaju transportu kołowego, od longboardów i motocykli jednośladowych, po skutery i wolne linie. Część naukowa polega na tym, że wiele osób tworzy własne wersje, dostosowuje je za pomocą rycin i szablonów, a czasami dodaje diody LED, przyspieszeniomierze i inne fajne urządzenia elektroniczne.

Kiedy byłem w kampusie na ostatnim roku liceum, zobaczyłem faceta, który wykonał własną longboard z aluminium i przezroczystego akrylu, z ciężarówkami obrobionymi na zamówienie i wszystkim. Przez następny tydzień miałem obsesję na punkcie robienia własnego, gdy przyjechałem do Mudd, ale potem zdałem sobie sprawę, że muszę nauczyć się longboardu, który okazał się większym problemem, niż się domyślałem. Dlatego porzuciłem ten pomysł i postanowiłem zastosować ten sam podstawowy motyw projektowy do skutera, ponieważ nawet ja mogę jeździć na skuterze (tak przynajmniej myślę). Poza tym, o ile wiem, nikt nie zrobił własnego skutera w Mudd, więc jest też trochę bardziej oryginalny.

Aby zapewnić harmonogram: spędzam pierwszy miesiąc szkoły projektując skuter, a wkrótce potem zamówiłem cały metal, niektóre elementy złączne i inne drobiazgi. Zacząłem pracować, gdy tylko uzyskałem dostęp do szkolnego warsztatu maszynowego, który miał miejsce pod koniec września 2012 r. Przez kilka miesięcy pracowałem przez cały dzień w każdą niedzielę i ukończyłem wszystko do kroku 5 (wspornik przedniego koła). Zrobiłem sobie przerwę na prezenty świąteczne dla mojej rodziny, takie jak łyżki do gotowania i dekady, i wznowiłem pracę po przerwie świątecznej pod koniec stycznia 2013 roku. Następnie zbudowałem większość reszty skutera przed marcem i zabrałem kilka części do domu, aby spawać Przerwa wiosenna. Wycinam laserowo pokład i dopracowałem resztę szczegółów pod koniec roku szkolnego w kwietniu i maju 2013 roku.

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Projektowanie

Zanim wykonam jakiekolwiek prawdziwe modelowanie, najpierw robię szorstkie szkice dla większości moich projektów, w tym jeden. Używam ich do określenia podstawowych wymiarów, których potrzebuję. Kiedy tylko zorientowałem się, co będę robił, chodziłem po moim kampusie uniwersyteckim z notatnikiem i taśmą mierniczą i robiłem pomiary wszystkich stylów skuterów, które lubiłem. Skończyło się na tym, że wybrałem Razor A5-Lux, aby włączyć mój skuter. Postanowiłem również wcześnie, że chcę to zrobić z aluminium, z akrylowym, wyciętym laserowo pokładem, i ewentualnie diodami LED do nocnej jazdy.

Po 20 minutach odejmowania pomiarów od czyjegoś A5-Luxa miałem wszystkie wymiary, których potrzebowałem, aby wykonać kolejną serię szkiców. Następnie przeniosłem się do Google SketchUp i stworzyłem pełny model 3D. Mimo, że drobiazgowe szczegóły konstrukcyjne nie były w 100% dokładne w modelu SketchUp, użyłem tego modelu, aby dowiedzieć się, jakie potrzebne jest aluminium zapasowe i konkretne długości cięcia dla niektórych elementów.

Później w kompilacji (około 5 miesięcy później) nauczyłem się SolidWorks w klasie inżynierskiej. Do tego czasu w kompilacji miałem większość wykonanych elementów, więc tym razem wykonanie dokładnego modelu było o wiele łatwiejsze. Użyłem tego modelu, aby ustalić dokładną długość i położenie „składanego drążka podpierającego”, ale zajmiemy się tym później. Jednak od tej chwili otworzę każdy krok z obrazem części z modelu Solid Works.

Kiedy miałem już model SketchUp, zrobiłem listę materiałów i zamówiłem całe aluminium z Online Metals. Poświęciłem też trochę czasu na określenie ogólnych rozmiarów śrub i zamówiłem je z McMaster-Carr.com. Użyłem głównie główki gniazdowej 8-32 i głowicy guzikowej 8-32, z kilkoma 5-40 śrubami z łbem kulistym do małych rzeczy.

Początkowo zamierzałem kupić zastępcze 8-calowe felgi A5-Lux od sklepu Razor, jednak postanowiłem się z tym nie zgodzić, gdy dowiedziałem się, że zostały zamówione z powrotem i mają 60 dolarów. Po wielu badaniach online odkryłem, że duże kółka do wózków inwalidzkich są tanie, trwałe i dostępne. Mam dwa 8-calowe koła od jakiegoś faceta w serwisie eBay za mniej niż 20 dolarów.

Na początku zdecydowałem, że chcę, aby pokład był przezroczystym akrylem, więc zamówiłem również kawałek akrylu o jasnej zieleni 1/4 z E-Street Plastics. Użyję wycinarki laserowej mojej szkolnej wycinarki. Akryl wycinany laserowo jest świetny, ponieważ lubi pękać i wiórować podczas obróbki / cięcia zwykłymi piłami, a cięcie laserem również „poleruje” krawędź, gdy go tnie, więc jest to świetny sposób na cięcie akrylu !

Krok 2: Obsługa talii

Zacząłem od wsparcia talii i oddzieliłem od tego kolejne kawałki. Podpórka pokładu jest częścią wspierającą akrylowy pokład, samą podstawę skutera.

Użyłem dwóch długości aluminium 1 ”x 1/2” x 20 5/8 ”6061 jako„ szyn ”i połączyłem je dwoma 2-calowymi kawałkami tego samego materiału, aby utworzyć podporę pokładu. Użyłem piły taśmowej, aby wyciąć je mniej więcej na długość, a następnie skierowałem końce na długość w młynie z frezem końcowym ~ 1 "(zrobiłem to zarówno dla szyn jak i sekcji łączników). 8-32 śrub z łbem gniazdowym, nudzi się tak, że główki są wyrównane.

Na razie po prostu wywierciłem jeden otwór 17/64 ”(nieco ponad 1/4”) z przodu szyn, aby przymocować kolumny kolumny kierownicy. Postanowię później zamontować tylne koło.

Krok 3: Rękaw i kolumna kierownicy

Następnie zrobiłem słupki, które rozciągają się od czopa na podporze pokładu do kolumny kierownicy. Będzie to ta część, która składa się na pokład, gdy zwijasz skuter.

Zrobiłem tę część z nieco innego materiału, użyłem 1 1/4 "x 1/2" zamiast 1 "(nie jestem pewien, dlaczego tak zrobiłem, piszę to około 6 miesięcy po zamówieniu aluminium, więc kto wie, co wtedy myślałem, ale jestem pewien, że miałem dobry powód …)

W każdym razie wyciąłem dwa kawałki na około 16 cali i stanąłem po jednej stronie każdego. Druga strona musiała być wyfrezowana pod dziwnym kątem, więc na razie zostawiłem jedną stronę szorstką.

Wycinam również dwie sekcje złącza 1 ”i ustawiam je na obu stronach.

Teraz przyszła trudniejsza część: obróbka tego dziwnego kąta. Byłoby to łatwe, gdyby nadzorca sklepu pozwolił mi zamienić imadło młyna na gramofon, ale nie zrobił tego, więc musiałem być kreatywny. Skończyło się na regularnych zaciskach w kształcie litery „T”, aby zacisnąć elementy na łożu młyna, a następnie jerry-rigged bardzo szkicowy system, aby upewnić się, że kawałki zostały ułożone w 32,3 stopni do osi Z młyna. Miałem miernik kąta, ale z powodu jakiegoś fizycznego ograniczenia musiałem użyć go w tandemie z dwoma kwadratami, aby upewnić się, że wszystko jest ustawione w jednej linii. I musiałem to zrobić dwa razy, raz na każdy kawałek.

Po ustawieniu w linii skierowałem się na drugi koniec kawałka pod kątem, a potem zrobiłem 1-calowego królika 1/4 ”.

Na szczęście obie części wyszły dobrze!

Następnie połączyłem dwa kawałki razem z łącznikami. Do tych połączeń użyłem śrub ze stali nierdzewnej 8-32 z łbem walcowym 1 "i głowic walcowych z frezem walcowym.33". Aby zakończyć część, wywierciłem pasujący otwór 17/64 ”na końcu, aby podłączyć go do wspornika.

Kolejna część była jeszcze trudniejsza. Musiałem frezować odpowiednie głębokie nacięcia 1/8 cala w tulei kolumny kierownicy (to, co kolumna kierownicy obraca się). Znowu musiałem zacisnąć kawałek bezpośrednio na łożu młyna, co okazało się trudniejsze niż wcześniej, ponieważ było Utrudniło to również poprawne ułożenie kąta, ponieważ nie miałem wyraźnej krawędzi, aby zejść na dół, ponieważ był zaokrąglony Po wielu finaglingach, wykonałem nacięcia i połączenie okazały się w porządku. jak części pasują do siebie na powyższych zdjęciach.

Krok 4: Kolumna kierownicy

To była zdecydowanie najfajniejsza część skutera. Kolumna kierownicy musi obracać się płynnie nawet pod dużym ciśnieniem, a tarcie aluminium o aluminium nie jest dobre, więc musiałem wymyślić, jak zaizolować całe aluminium w obrotowym złączu.

Zastosowałem smarowane mosiężne łożyska, które pasowały do ​​kolumny kierownicy i wsuwały się w tuleję kolumny kierownicy, aby utrzymać kolumnę oddzieloną od tulei, a mosiężna podkładka między górną częścią tulei a kołnierzem wału utrzymywała izolację górnej części złącza. Dolny przegub musi mieć dużą wagę, więc zająłem się i kupiłem zaufane łożysko do smarowania ruchu kierownicy.

Sama kolumna kierownicy zrobiłem z dwóch teleskopowych rur. Dolna, większa, ma średnicę zewnętrzną około 1 1/4 ", a wewnętrzna 1" OD. Zamontowałem gwintowaną płytkę wewnątrz wewnętrznej rury i wywierciłem odpowiedni otwór w zewnętrznej rurze. Otwory te ustawiają się w żądanej wysokości, a gwintowane pokrętło utrzymuje je razem. W przyszłości mogę frezować szczelinę w zewnętrznej rurze, dzięki czemu można łatwo dostosować wysokość, ale na razie pozostawiam ją na ustalonej wysokości.

Użyłem frezu czołowego 1 ”, aby zaokrąglić nacięcie w górnej części rury wewnętrznej, tak aby kolejna rurka 1” mogła zmieścić się na górze, tworząc pręty uchwytu. Zrobiłem wtyczkę z solidnego pręta 3/4 "i dopasowałem ją do górnej części wewnętrznej rury, a kierownica wkręciła w tę wtyczkę.

Krok 5: Wspornik przedniego koła

Wspornik koła przedniego wykonałem z aluminium 2 x 1/4 ", z dwoma łącznikami wykonanymi z materiału 2" x 1/2 ". Rozłożyłem złącza w odległości 1 cala i połączyłem je z bocznymi częściami za pomocą tych samych śrub 8-32. Po tym, jak wywierciłem i stuknąłem wszystkie otwory, użyłem młyna CNC do wycięcia otworu 1,25 cala w górnej części złącza i wgłębienia 1,25 cala w dolnej części. W ten sposób kolumna kierownicy może przesuwać się przez górną część i zagłębiać się w dolną. Pozwala to na łatwe ustawienie spawów i zapewnia dodatkową sztywność. Niestety, mój sklep w college'u nie ma świetnej konfiguracji spawania i nie możemy w ogóle spawać aluminium. Więc musiałem zabrać kilka kawałków do domu nad Spring Break, abym mógł je spawać. Porozmawiam więcej o spawaniu w kroku 9

Wywierciłem otwór 0,316 w celu dopasowania do osi 5/16 cala, a następnie zrobiłem gaje na osi, aby dopasować pierścienie ustalające, które utrzymują oś na miejscu.

Krok 6: Wspornik koła tylnego

To mogło być najprostsze zadanie. Użyłem kolby 1/4 "x 1 1/4" połączonej małą częścią 1/2 "x 1 1/4" i przymocowałem je czterema śrubami 8-32 z łbem kulistym. Pozostawiłem pozostałe końce szorstkie, ponieważ nie byłem pewien, gdzie dokładnie zamontować wspornik na tym etapie budowy.

Dodałem też zdjęcie postępu zrobione po skończeniu wspornika tylnego koła. Zostało to zrobione w połowie lutego 2013 r

Krok 7: Mechanizm składania

W przypadku mechanizmu składania chciałem, aby między słupkami a podporą pokładu znajdował się pręt, który tworzył trójkąt wokół głównego złącza i uniemożliwiał jego składanie. Chciałem też móc wyciągnąć dolny kołek, złożyć skuter, a następnie przypiąć ten sam drążek z powrotem do tylnego koła, aby go złożyć. Osiągnięcie jednego z nich byłoby łatwe, ale osiągnięcie obu jest trudne, ponieważ musiałem spełnić kąt i długości obu trójkątów. Ten problem był na tyle złożony, że wiedziałem, że zepsułbym się, gdybym spróbował go zrobić, więc postanowiłem przerobić cały skuter w Solid Works, aby naprawdę uzyskać wymiary tej części.

Ponieważ miałem już większość skutera, wykonanie go w Solid Works zajęło tylko kilka godzin, ponieważ miałem już wszystkie wymiary i szczegóły.

Kiedy już zbudowałem model skutera, potrzeba było około godziny na dostosowanie długości składanego drążka i umieszczenie otworów, zanim skuter zamknął się w pozycji rozłożonej pod kątem prostym i zablokował się w pozycji złożonej, tak że kolumna kierownicy była równolegle z pokładem. Wziąłem wymiary modelu i użyłem ich, aby stworzyć prawdziwą część.

Krok 8: Spawanie

Tak jak powiedziałem wcześniej, nie miałem możliwości spawania aluminium w moim sklepie na uczelni, więc musiałem przynieść kilka kawałków do domu nad Spring Break, żeby móc je spawać.

Podczas projektowania starałem się maksymalnie ograniczyć spawanie właśnie z tego powodu, ale nadal było kilka połączeń, których nie można było wykonać za pomocą śrub. Są to połączenia między słupkami i tuleją kierownicy, kolumną kierownicy i wspornikiem przedniego koła, a końcami na składanym drążku.

Nie mam też spawarki TIG w domu, ale przeczytałem w Internecie, że można spawać aluminium za pomocą MIG, jeśli zamiast zwykłego materiału stalowego używa się specjalnego drutu aluminiowego, a jako gazu osłonowego używa się 100% argonu. Musieliśmy także wymienić nasz wkład rurowy, dyfuzor i końcówkę, ponieważ chyba nie można używać żadnych części, które dotknęły stalowego drutu spawalniczego. Coś się dzieje na poziomie chemicznym, który powoduje spawanie aluminium, jeśli materiał lub drut wypełniający jest zanieczyszczony stalą. Z tego powodu, musisz oczyścić swój materiał za pomocą szczotki ze stali nierdzewnej, aby oczyścić, jeśli przed spawaniem (z jakiegoś powodu stal nierdzewna jest w porządku).

Większość złączy, które musiałem spawać, była dość gruba, więc nie musiałem się martwić o spalenie lub zepsucie czegokolwiek do złego (w rzeczywistości musiałem dodać ciepło za pomocą palnika butanowego tylko po to, by było wystarczająco gorąco, aby spoina), ale rura kolumny kierownicy jest super cienka, a ja musiałem ją spawać do płytki 1/2 ", więc zdecydowałem się po prostu użyć zestawu śrub zamiast spawania. Jeśli to połączenie ulegnie awarii później, pójdę z trudem go spawać.

Krok 9: Zdjęcia postępu

Oto kilka zdjęć postępu. Zostały one wykonane pod koniec kwietnia 2013 r.

Krok 10: Akrylowy pokład

Zrobiłem pokład z akrylu o przezroczystej zieleni 1/4 ".

Użyłem modelu Solid Works, aby dostosować wymiary pokładu, i skończyłem eksportując model do pliku.dxf, dzięki czemu mogłem go wyciąć bezpośrednio za pomocą wycinarki laserowej.

Nie tak zabawną częścią tego było wiercenie i stukanie 20 otworów dla wszystkich 8-32 śrub z łbem kulistym, które mocują pokład do szyn. Corse, nie zrobiłem tego potrzeba że wiele, prawdopodobnie 4 lub 6, zadziałałoby po prostu, aby zabezpieczyć akryl, ale myślałem, że posiadanie 10 śrub po każdej stronie będzie naprawdę niesamowite!

W każdym razie, wkręciłem dwa wkręty w narożniki kotka, a następnie zaznaczyłem resztę za pomocą stempla centrującego. Na szczęście młyn bardzo łatwo wywiercił otwory, ponieważ dla wszystkich otworów na jednej szynie musiałem zmienić tylko jedną oś (oś y była taka sama dla wszystkich otworów na jednej szynie).

Zazwyczaj używam uchwytu na kran w uchwycie młynka i stukam każdy otwór zaraz po jego wywierceniu, aby młyn zerował się nad otworem. Zapewnia to najlepsze możliwe dotknięcie, ale trwa wiecznie, ponieważ trzeba wyjąć uchwyt wiertarski i zamienić tuleje zaciskowe i wszystko, a następnie zmienić wysokość osi z, co jest bardzo męczące, jeśli trzeba to zrobić 20 razy w krótkich odstępach czasu. Jednak w tym przypadku zdecydowałem się na to i po prostu dotknąłem ręką. Mój nadgarstek był bardzo obolały po ostatnim dotknięciu, cieszę się, że użyłem tylko 8-32 śrub zamiast czegoś większego, albo moja ręka mogła spaść.

Oczyściłem cały płyn tnący i przymocowałem pokład! To wygląda niesamowicie!

Krok 11: Dotyki i plany na przyszłość

Wykończenie powierzchni:

Użyłem papieru ściernego o ziarnistości 240 i 320 na aluminium w niektórych miejscach, gdzie widoczne były zarysowania. Następnie użyłem podkładki Scotch-Bright i dopracowałem resztę aluminium, zapewniając ładne, równomierne wykończenie.

Montaż końcowy:

Wróciłem nad każdym złączem i wyczyściłem resztki płynu tnącego z gwintów śrub i gwintowanych otworów. Następnie zakładam blokadę nici na wszystkie śruby przed ponownym montażem.

Na przyszłość:

Jak zawsze, są jeszcze rzeczy do zrobienia, nawet jeśli jestem całkiem zadowolony z obecnego stanu skutera. Oto kilka rzeczy, nad którymi chciałbym nadal pracować, a dodam aktualizacje, gdy uzupełnię te części.

• Dodaj akumulator i super jasne białe diody LED pod akrylowym pomostem
• Wygrawerowany laserowo, estetycznie chłodny i znaczący projekt na pokładzie, więc zapala się, gdy świecą diody LED
• Zbuduj resztę klatki tylnego koła, abym mógł spocząć na pchającej stopie na czymś oprócz samego tylnego koła
• Zaimplementuj tylny mechanizm blokujący, aby móc zablokować skuter w pozycji złożonej
• Wymyśl jakiś mechanizm hamujący
• Frezuj szczelinę łączącą dwa otwory w zewnętrznej kolumnie kierownicy, aby uchwyty były regulowane
• Kup lepsze łożyska do kół, aby ułatwić jazdę
• Usuń więcej materiału z wnętrza tulei kolumny kierownicy, aby zmniejszyć tarcie kierownicy.