求教具電子卅電機專長弟兄：兒童電動車改裝（機械的也要啦）

感謝顧問團的指點；剛剛去看過了 MISUMI 的網站，也索取了一本目錄。事實上，呵呵，愚弟已經索取了幾家其他廠商的目錄了，目前正在等待郵差送來。的確，不知道外面有啥零件和模組存在在這個世界上，可用合理價格買來直接利用，以免除自行手打出所有細節，是俺們這個土造工作坊的一大瓶頸。

好了，愚弟現在先來去做功課了，這個帖子從頭逐字再來研究一下，還有許多零件網頁需要消化；愚弟要是能在這兩者之間找到交集，那就有戲唱了。祝本帖顧問團及觀光團成員，本週工作輕鬆順利、家庭和樂融融，感恩啦。

大家好呀，來發個聲音，讓各位顧問團成員知道愚弟還活著，而且您前面的寶貴意見，並沒有噗通掉下水、不見去。

這個星期工作忙了一點，上班變成加班、加班變成小夜班和大夜班、最後變成了熬夜通宵。不過這期間的所有零碎時間，腦子都在高速運轉、思考消化上面的建議。例如，鯊卡您說得對，俺們上面兩版的木造油門踏板都還有問題，特別是下端穿越底盤的部分。除了網路上繼續研究外，也去圖書館總共借了十本書，回來慢慢看。先報告個有意思的事情。某日通宵熬夜清晨剛剛睡下後，想到了個點子。雖然可能不成熟，但覺得很有意思，提出來報告一下。


各位知道牆壁上的電燈開關或是插座面板後面，都會裝一個接線盒；我們這裡的接線盒有塑膠和鐵製的兩種材料。不知道為何半睡半醒之際，想到用這種金屬的盒子來作為前輪轉向機構的一部分。黑色箭頭所指的是盒子的底端，如果裝在牆壁上，此面朝向牆壁的裡面。如果在此鑽個洞，可將左前輪鎖在圖中黑色箭頭的位置（可將該黑色箭頭想像為左前輪的軸）。盒子的上下端紅色圈圈處，也鑽兩個洞，用鉚釘或螺栓之類方式，固定在車身結構的左前端，讓這個盒子可以如兩個紅色箭頭所示左右轉動。這個轉動，來自於藍色鐵條的左右推拉運動；鐵條的右端則準備去連結到方向盤，以產生這個左右的推拉。兩個綠色的東西，則代表愚弟擔心此盒子在圖中的右端，結構上可能會比較弱，用兩個螺栓鎖著補強一下。此構想主要來自於這種盒子的便宜成本，一個美金一塊左右。愚弟知道盒子上有很多預切的洞口，所以盒子的結構不強；但若愚弟用電焊方式將所有預切洞口都焊死，不知顧問團朋友認為這是否是個值得繼續研究下去的點子？是的，愚弟開始想到電焊了；唉，下面再慢慢交待好了。

小女生日還有一個月多一點，這一個月中，愚弟工作和私人上，大概會比較忙一點；所以她的生日禮物多半要另外準備了。不過這個玩具車的想法絲毫沒有減少，只不過在實踐上要往後延遲一點；變成聖誕禮物或是明年的生日禮物。

現在來報告一下本週愚弟內心交戰的幾件事情；各位若有任何看法、意見，懇請不吝指教：

原先會出現手打木造的方案，主要是因為家中即有現成的木料及基本工具，而且木頭相對比較好處理，鋸、釘、鎖都好辦。開帖之後才發現，除了求教電子電機指引外，機械方面也浮現出愈來愈多的難題。例如，愚弟可以輕易在網路上找出許許多多的軸承，但是各類型的用途、用法卻尚未能確實掌握；類似的挑戰還有軸的處理以及車輪的連接（到軸上）。在零件的採買上，這裡比較不方便而可能要依賴網路購買；萬一材料買得不對，即使可以退貨，但恐怕仍要白白負擔來回的運費。


前幾天，偶然在網路的搜索中發現，上圖所示的電焊設備最便宜者只要美金 99.99（網頁介紹在這裡）。一下子，愚弟的幻想又如脫韁野馬一般騷動起來了。如果有電焊的能力，會是個啥情況呢？先說明一下，除了焊零件到電路板之外，愚弟完全沒有焊接金屬零件的經驗。上圖這東西說是個 arc welder，所以應相對於用氣體燃燒高熱的方式來說，是個電焊（電弧焊）的設備吧。

先說說此幻想的缺點和問題。首先要花錢買個設備，外加運費與稅金，還要買個電焊用的面罩；而且這些東西往後的用途恐怕不會太多。其次，愚弟得要花點時間練習一下電焊的技術（這部分還好，還蠻有興趣的）。此外，如果車身改成焊接的鐵管或鋼管，還牽涉到如何將管子彎曲到所要的弧度。查到的資料說有專用的機械；不過再買另外的設備就實在說不過去了。也有建議將管子燒熱後人力來將它弄彎，不過愚弟尚未研究此可能性。再一個選項就是焊一個都是直角而沒有弧度卅曲線的車身出來。喔，還有如何切割鐵管的問題咧。如果真用電焊，可能先試試用鋸條手工來鋸會花多少時間；如果不現實的話，再考慮買個工具。這工具不知如何稱呼，就是用手拿著，上面有個快速轉動薄片的東西；可用來切割金屬或將表面磨平滑。

電焊的好處咧，是可以提供設計和製作上的彈性；然後又能解決一些現有的挑戰。首先就是 Anil 兄幫俺們畫的那個夢幻油門踏板寶圖。愚弟去這裡的 Home Depot 看過了（基本上就是一個連鎖的超大型五金建材行），空心鐵管、實心鐵棍、還有鐵板都有；店裡沒看到和寶圖中一模一樣的彈簧，不過愚弟估計可以再找一下、買個類似的來改一下，或是自己做一個；唯一欠缺的就是製作（焊接）的能力。其次，就是電焊能力可以將許多五金店相對比較便宜的材料，加工成愚弟所需要的零件；相對來說，透過網站買專業的零件不但單價貴，還要附帶運費。再者，如果愚弟因為欠缺知識而買的輪子、軸承、軸等零件並不完全配合而在安裝上出現問題時，可能可在某些狀況下，稍微變通一下原先構想的設計，並用焊接的方式來解決問題。根據愚弟找到的資料，這老美似乎許多地方就直接給它焊下去，就解決問題了。例如，假設愚弟買的齒輪不能（稍微買錯了一點規格）或是不會（不懂如何）固定到軸上，那俺們給它位置抓準後，直接給它焊到軸上面，豈不節省了許多後續的麻煩（當然此作法不能太離譜）。最後咧，有些原先做不出來的東西，現在應可有能力嘗試了；例如是上面所說用接線盒來懸掛前輪。事實上，愚弟有找到許多方向盤柱卅前輪轉向卅前輪懸掛的構造範例；無奈手打木造無法實現。

總結來說：無焊接能力狀況，木造車身比較不花費用，但軸、輪子等零件可能比較貴，也可能買錯而增加額外費用。有焊接能力狀況，必須先買設備，但提供多方面彈性，也比較能採用本地可買到的一般五金材料。不知各位的看法如何？

另提供一些讀書心得；唉，年輕時如果這麼用功，俺們就是台大的高材生囉！

快速翻閱了一本幾百頁關於馬達的書。可惜，這書主要是講內部構造，對愚弟在馬達的挑選上沒啥幫助。也看了幾本關於 Go Kart 的書，如果將來真走焊接這條路，可以參考一些書中的設計；對於手打木造則沒啥幫助。目前正在看一本 12V 電力系統的書，主要是介紹如何對遊艇或露營車的電力系統做修改或提升性能，至今剛剛看完關於電池的章節。雖然將來愚弟可能仍會依據購買價格來決定買啥樣的電池和充電器，但看了書中介紹才知道，一般汽車的電瓶，內部電極板的數目較多，板子較薄；可提供瞬間或短暫高電流來啟動引擎，但不適合經常將電力用完（發動後，車上電力便由發電機供應）。所以愚弟這玩具車理論上應採用電動車、高爾夫球車專用的 deep cycle 電瓶，不知這中文怎麼稱呼。這種電瓶的瞬間電流不大，但電極板較厚（耐操），可充電然後耗盡電力（或將近耗盡），如此重複數百次。想必 Jazz 大人在上面會建議採用電動車的電瓶，其中必有此奧妙吧。這也引證老克兄在較前面對電池的說明，真是隔行如隔山；不久前才在 Wal-Mart 看過這種電瓶，不過那時候不知道其中的名堂。

最後，再提供愚弟找到之另一木造電動車圖片（來自 gokartguru.com），看起來很專業喔。

玩具車理論上應採用電動車、高爾夫球車專用的 deep cycle 電瓶，不知這中文怎麼稱呼。這種電瓶的瞬間電流不大，但電極板較厚（耐操），可充電然後耗盡電力（或將近耗盡），如此重複數百次。想必 Jazz 大人在上面會建議採用電動車的電瓶，其中必有此奧妙吧。

doubleobuckshot學長
看來~~你找到了答案  這下 也省得小弟多囉嗦一番了
只是 小弟有幫您的木造車 找出了方向  證實 木造絕對可行的方式

1.單從動力傳動系統來說 原先的齒輪傳動方式 請改成皮帶輪的方式
  參考misumi裡的資料 那種v型溝槽配合v型皮帶的方式 於是
  後方的二個輪胎只要注意平行度即可 另外留下皮帶輪的空間
  架設v型皮帶 並且要注意到 預留皮帶鬆緊度的空間(因皮帶使用
  久後會有鬆弛的問題)如此一來 木造的動力空間再預留在座位後方
  如此 便達到簡便 省錢的效果
2.原先的踏板 在此時 可以考慮使用使手把接觸馬達控制電板的點
  直接控制前進與後退的功能 腳踏板 只要負責供給電力即可
3.後方跟座位解決後 剩下的問題 應該只有方向盤的控制問題
  小弟細細的想了一會兒 決定建議學長使用直接機構控制
  首先 方向盤連結控制軸 直接接到木造底盤座上 盤座預留角度鎖定
  孔 將另一零件(鐵盤件)雙邊用c扣軸心固定在控制軸上 鐵盤件上
  (最好是圓鐵盤 有點厚度 建議最少要8mm以上 上下並預留孔位
   用來鎖固雙邊各二的"方向牽動軸" 共4pcs 連結的位置 牽動軸
   要有點彎曲 用以配合前輪的平行度 )其他的木造底盤預留空間
   需要學長在著墨整體結構時 再仔細想想 當然 如再需要小弟愚見
   則待學長想不通時再議

    以上 小弟認為比較會讓學長困擾的應該是前輪方向控制連結的部分
    當然 亦有可能以學長的能力便解決此一問題
    希望 上面的建言 能讓學長一解疑惑  

                祝平安  
                        學弟  jazz留

doubleobuckshot 兄

看來您的夢想越來越接近了
而且前面每一個回文的學長
從機械電機電子等領域提出這麼多專業的建議與看法
也讓小弟學了一課
不過我還是提出幾個說明
關于doubleobuckshot 兄文中所提到的〈Deep Cycle〉電池，中文稱之為"深度放電型電池"，這種電池跟汽柴油內燃機引擎上的起動電池(start up battery)的特性不同，Deep Cycle電池可以提供較長時間的持續放電，而不會因而不會因為深度放電而損壞極板，而起動電池則是可以在瞬間提供大量電流。目前Deep Cycle的確是電動車使用最大宗的電池種類，而另外一種用途則是使用在UPS不斷電系統上。

關于doubleobuckshot 兄提及步進馬達(Stepping motor)，基本上步進馬達依定子線圈的數目可分成2相、3相、4相及5相式，小型步進馬達以4相式較普遍，高速型步進馬達則以5相式為主，而步進馬達依照輸入的脈波數逐步轉動固定角度的馬達，亦代表可以透過數位電路達到精確控制馬達的旋轉角度與速度，雖然5相式步進馬達具有高轉速與高扭力特色，但是我也好像沒有看到有人應用電動車的領域，目前我所見大部分都是應用在磁碟機、列表機、繪圖機等，又如CNC工具機、機械人、順序控制系統等各種資訊工業產品中。

以上資訊供doubleobuckshot 兄參考

[ 本帖最後由 chrishuang 於 2010-5-24 21:57 編輯 ]

唉呀，愚弟的台語不好，這該怎麼說咧；俺們父女目屎流啦，真是感謝顧問團相助。看了上面三位的回覆後，愚弟今天有了個意識而列出了下面這個技術關口的清單，厚顏希望能逐項在顧問團指引下完成設計。

• 方向盤與方向盤柱的連接
• 方向盤柱與轉向桿的連接
• 前輪懸掛
• 轉向桿與前輪懸掛的連接
• 馬達與轉速控制器的挑選
• 油門把手卅踏板
• 皮帶驅動結構
• 後軸與後輪
  

現在先來消化一下上面的回覆。

附註一下，昨夜仔細思考了一下電焊的可能性。從某專業 Go Kart 的網站實驗性地點選所有可能需要的相關零件，例如是轉向結構、輪子、軸、齒輪、鏈條等等。光這些零件加運費超過 500 美金，如果再買電焊設備和管子自己焊個車身出來；哇，那美金 1,000 還不保證能搞定咧，完全超出預期。還是土造工坊把過程當做一種樂趣，慢慢打造唄。

[ 本帖最後由 doubleobuckshot 於 2010-5-28 00:41 編輯 ]

給 Jazz 大人和其餘顧問團卅觀光團成員報告一下，今天郵差送來 Misumi 目錄一本，將近 700 頁。哇，這目錄太有意思了，俺們專案列管，於馬桶水箱蓋上方設置專戶，明日起每天進行晨讀一點鐘。不是要賣老，嗚 ~ 這目錄，俺們若不把眼鏡摘下來，可是看不清楚囉。現在回去繼續進修了。（預報一下：愚弟上面列出的幾個技術關口，前三項已略具雛形；待愚弟再反復思考幾次確認可行，並確定可買到便宜的所需五金材料後，再回來報告。）

各位捧場和相助的朋友好，先來報告一下。明天要出遠門三天兩夜，現在趕著將一些構想提出來請各位指點一下。您若有任何批評質疑，請切勿客氣；這樣才能將愚弟閉門造車徹底失敗的風險降到最低。如果愚弟稍後回覆較慢，請勿介意。等週末過後愚弟回家，必會細心研讀大家的指點。

基本上，愚弟已構想出了列在 56 哨的幾項結構：

• 方向盤與方向盤柱的連接
• 方向盤柱與轉向桿的連接
• 前輪懸掛
• 轉向桿與前輪懸掛的連接
  

但是在報告這些構想前，愚弟想先確認一下已正確了解 Jazz 大人在 54 哨第 3 點所建議的方向盤控制方式。下載了 Google 的 3D 軟體，不過畫出來的圖是硬拼湊出來的，請勿見笑。



Jazz 大人呀，這圖接近您的意思嗎？您說的 C 扣，是否即為圖中那兩個 L 形的支架？圖中所有那些凸出的柱狀物都是螺栓；但是繪圖技術不行，把所有螺栓的頭尾、螺紋、墊片等都略過了。如果俺們正確理解了您的意思，那麼按照上圖來說，方向盤（方向柱）逆時鐘轉動時：

左上鐵片：向左移動
左下鐵片：向右移動
以上兩片推拉左前輪結構左轉

右上鐵片：向左移動
右下鐵片：向右移動
以上兩片推拉右前輪結構左轉

這一哨來報告愚弟設計的「方向盤與方向盤柱的連接」。如果您可看得懂愚弟的圖，呵呵，那麼您可直接跳到下一哨去。

如下圖所示，本機構主要材料為：

• 湯鍋一口
• 鐵水管 * 一隻（頭尾有螺紋）
• L 形金屬支架 ** 兩個
• 螺栓、墊片等各若干
  

* 水管擬採用一英吋直徑的。事實上不需要這麼粗，但水管上必須鑽幾個洞，怕較細的水管不好鑽洞。
** 請勿責怪愚弟愛用這種廉價的 L 形支架，實在是好買、便宜、又好用。

首先有一個選項尚未決定；這湯鍋究竟應鍋口朝臉還是鍋底朝臉？鍋口朝臉在駕駛時較符合人體工學，如同雙手伸直、端一鍋湯、然後雙手上揚個 30 度，很自然也很帥吧？但是撞車時，可能臉會撞到鍋口邊緣。鍋底朝臉較安全，但駕駛時不易握住鍋把手，其姿勢雙手構成圓形、上身前傾，恐類似菲哥在模仿狒狒。

OK，以下暫且假設鍋口朝臉。如圖中 D 處所示，鍋底中心先要鑽個大洞（一英吋），然後將水管的一端穿過鍋底，再用螺帽鎖緊。愚弟沒有一英吋那麼粗的鑽頭，各位覺得若是鑽一圈小的洞，然後想辦法敲或是銼出一個一英吋的洞可行嗎？

D 處的結構，應可將水管與湯鍋固定好，但愚弟顧慮轉向時，水管會承受些扭力吧，所以 D 處恐有脫落之可能。為增強扭力的承受，暫且先讓 D 處結構憑空消失一下子；另外再設計一個圖中 E 處的結構。基本上，愚弟是想用三組螺栓，將兩個 L 形支架鎖到湯鍋底端和水管上。此處的挑戰，是要在水管上垂直鑽洞。目前愚弟的構想是：鑽洞位置先稍微銼平一點、用釘子先敲個小孔、鑽個小洞、最後再鑽大的洞。各位有無指點建議？

D 和 E 兩處的構想，應該都不錯唄？可是合併起來變成 F 處所示的結構，在空間上便有衝突了；也就是說，鍋底的水管交會處，無法同時容納 D 和 E 所示的結構。本土造工坊之現有策略是盡量把 L 形支架的角度掰大一點。此想法若能順利實現，效果應如 F 處所示左邊的那個支架，大約從 90 度被掰到 130 度；若是效果不好，則可能變成 F 處所示右邊的那個支架，在愚弟用土黃色所示的段落，變成了不規則的弧形。

總結來說，此結構輸入為雙手在鍋把手轉動的力量，輸出則為鐵水管末端的轉動扭力，用來操縱方向盤的轉向桿。

除了上述究竟鍋口或鍋底朝臉的選擇外；方向盤柱的角度，愚弟也還未做出最終決定。不過以下設計暫時以橫向為原則。如下圖所示，那波浪線條代表車身提供的水平平面，用來將方向盤柱固定成水平的橫向。藍色的圈，代表上面報告的方向盤結構；紫色的圈，代表尚未提出的轉向桿結構。那三個紅色的半圈，代表水電上用來固定管子的廉價金屬架子。這架子可想像為薄鐵條壓成歐姆符號的形狀；兩端角落有孔可以鎖到波浪線條處的車身平面；歐姆符號中間的圈，則用來夾住水管，也就是俺們的方向盤柱。

據愚弟的思考，如果鍋口朝天，讓方向盤柱垂直於地面，則轉向桿的結構最容易處理；但這樣開車時，恐怕造型不會很趴、很酷，所以愚弟暫時還是用橫的方向盤柱好了。如果要讓方向盤有個角度，例如是鍋口朝左上方 45 度，那基本上就超出愚弟能閉門造車的能力了。

在下一哨，愚弟會先略過「方向盤柱與轉向桿的連接」而先報告一下「前輪懸掛」的構想。這是因為轉向桿勢必會和前輪的懸掛和轉向方式有關。不過在提出自己的構想之前，愚弟在這個哨想先來個關於前輪懸掛的讀書報告。

下面這個照片，在前面已經貼過一次了，是一個兒童玩具車的前輪構造。原先想過把它拆下來，直接用到愚弟要打造的車子上，不過這前輪之間的距離實在是太窄了。也想過仿造一組輪子距離寬一點的，不過仔細研究後，覺得它看似簡單，可是做起來還並不容易。目前是暫時作罷了。


下面圖中的相片，來自 gokartguru.com，可以說是典型的 go kart 前輪懸掛與轉向方式。各處搜集到的設計可能稍有不同，但基本上幾乎完全一樣。紫色箭頭所示的是轉向桿，左右各一組，用來推拉前輪結構，產生前輪的轉向。藍色箭頭所示的是一個非常結實的 C 形的鋼鐵結構，這玩意兒讓俺們饞死了，也恨死了。要是有電焊的能力，這玩意直接如照片一樣焊到車子前端的橫樑上那多好呀。粉紅色箭頭所示的是一段空心的鋼管，用綠色箭頭所示的一組螺栓鎖在 C 形結構內。然後紅色箭頭是一個焊到空心鋼管側面的螺栓，用來固定前輪。在 SIDE 1 或 SIDE 2 圖，還有一個向前、向上翹的片狀金屬片（抱歉，忘記做記號了），那是要用來連接紫色箭頭轉向桿用的。您如果看相片上轉向桿最右端，那個向後延伸用來鎖住轉向桿末端的東西，就是 SIDE 1或 SIDE 2 上翹起來的那個金屬片。