起因

带娃去小米之家,把玩小米9号卡丁车,对其念念不舍。遂决定给他做一辆(主要还是穷-_-||)。最终成品如下图:
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▲最终版

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▲刚做好的效果

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▲Dad made a go-kart

视频演示:骑上我心爱的卡丁车

方案

方案一
网上找各种资料,开始准备用成熟的电动自行车方案(优奈特电机+控制器),后面发现后轴、传动皮带、齿轮、后桥固定和车架制作难度较高。后续退而求其次发现可以用平衡车的轮子+主板改成卡丁车模式,车架用3mm方管焊接制作,配上后弹簧减震器,前轮采用羊角+充气轮,评估方案可行,就画了三维图。但不好找焊接地方(后续发现做广告牌的地方出适当费用可以帮忙焊接),自己也不会焊接这活,遂放弃这种方案。
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▲方管车架三维图

方案二
继续找方案,发现有采用打孔角钢螺旋连接固定制作车架,只需要简单的扳手等工具,遂设计图纸,采购相应的材料。后面实施期间发现前轮转向部分还是制作困难,网上买的卡丁车转向拉杆、万向节等还是需要焊接才方便固定。制作了一半放弃。
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▲角钢车架图纸

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▲制作角钢车架过程中

方案三
车架家庭自制难度较高,遂放弃了这个想法,改用比较容易实现的方案:淘宝购买成品车架+自制后桥+平衡车主板控制。

实施

主要工具:十字螺丝刀、扳手×2、钢锯、电钻、榔头、电烙铁

买充气轮脚踏卡丁车,拆了脚踏及后轮部分,拆下的部分螺栓等后续会用到。我买的这台由于转向不足还用钢锯锯掉部分挡片。两个6寸平衡车轮子,看预算也可以买大尺寸。STM32主控方案的平衡车主板,样子都差不多,应该是公版方案。电池为了安全可以买铅酸电池,我买的别人组的36V
18650电池包(6AH),不知道别人用的电芯品牌及制作质量,后续准备自组,已经买了相应的材料及点焊机,等价格合适买亿纬锂能的电池。

主要清单

名称 参数 数量 备注
脚踏卡丁车 大款,充气轮、3~10岁 1 购买链接,买大款是想我偶尔也过过瘾
平衡车轮 6寸、铝合金款 1 咸鱼买拆车轮
冲孔角钢 30×30×3、长度80cm、镀锌、孔9×30 1 某宝销量大的那家
六角胶垫管支架 304材质、φ12.7 2 购买链接
平衡车主板 买主控是STM32方案的主板 1 咸鱼买拆车件
电动车油门 金属底座 2 网上多数都是兴铭牌
电池 36V锂电池包 1 我买的18650锂电池包6AH
脚踏支撑板 木的、亚克力的都行 1 我只找到家里的菜板能用,遂征用了-_-
ST-LINK V2下载器 给STM32下载固件用 1 10元某宝大把
F型接线防水合 200×120×55mm 1 主板安装用
螺栓螺母垫片套装 M8*20 4 车架固定于角钢之上
螺栓螺母垫片套装 M6*50 4 固定脚踏支撑板
螺栓螺母垫片套装 M5 4 固定脚踏,拆车件
按键开关 R13-507按钮电动开关 1 喇叭按键
自行车电子喇叭 分体式电子喇叭 1 滴滴滴

组装
后桥采用之前留下的冲孔角钢,刚好两端及两边都有冲孔,六角胶垫管支架穿过冲孔可以完美固定平衡车轮。
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▲后轮固定

利用脚踏卡丁车后轴固定卡筘固定车架于角钢之上,可用胶皮作为垫片。这里孔位对不齐的地方需要用手电钻钻孔。
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▲后桥固定

平衡车主板刚好可以安装于F型接线防水合200×120×55mm,可以用2颗螺丝固定。
购买的脚踏卡丁车中部刚好有4个孔位可以固定脚踏支撑板,家里的菜板尺寸刚好适合脚踏支撑板,遂征用。脚踏采用M6的螺栓固定于脚踏支撑板上。由于竹菜板容易开裂,最后换了更结实的塑料板子。

由于最开始制作未考虑安装喇叭,也未预留电源线,目前不想去拆装改动,购买了自行车电子喇叭+按钮开关作为滴滴滴。采用塑料开孔器开孔安装按钮开关,效果尚可。
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▲方向盘

接线及程序
控制方案采用开源的平衡车主板改卡丁车方案。接线图如下卡丁车模式接线图,其中100K电阻是为了防止脚踏失效而失速。
目前比较主流的开源方案:

https://github.com/EFeru/hoverboard-firmware-hack-FOC

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▲主板接口图

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▲卡丁车模式接线图,其中只接橙色圈内的。

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▲脚踏接线

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▲主板安装在防水盒内

主板SWD Programming口焊接4个排针,通过ST-LINK V2下载器下载程序。具体信息及注意事项可以参考项目wiki。目前EFeru的程序编译后测试行车速度很慢,还不知道在哪里改速度,现在只是想实现功能,还没想花时间去深入研究这个程序。因此在网上找别人编译的4速模式固件先用着。若有需要留下邮箱我可以发固件给你。
我对config文件做了少部分的中文注释,有兴趣的可以下载看看,也请指点指点具体的定义。config.zip
针对卡丁车固件介绍、下载及部分说明参考这个视频:电动卡丁车制作开源无刷电机驱动板使用第4节电位器霍尔脚踏使用

注意:下载固件时,断开连接的电池,然后按下开关释放掉主板上的余电,以防烧毁主板。(因调试EFeru程序编译的固件时候需多次下载调试,有时候忘了步骤就搞废了一块主板。)

四档卡丁车模式介绍
右脚油门,左脚倒车、刹车;
一档 踩利车按启动键启动,开机滴一声最快8码;
二档 直接按启动键启动,开机滴两声,最快15码;
三档 踩油门按启动键启动,开机滴三声,最快25码;
四档 同时踩住油门和刹车按启动键,开机滴四声。
开四档时踩油门最快30码,再同时踩刹车会有瞬间提速功能可到达38码。

卡丁车整体强度还行,成年人乘坐完全无问题,小朋友二档速度正合适,最高档位速度急转弯身体有侧倾风险。6AH电池包续航应该有10km+。

最终花费
不包含试错成本整体花费约850元。

标签: Arduino, 卡丁车

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