Voy a una escuela de ingeniería bastante geek (Harvey Mudd) donde la mayoría de la gente usa algún tipo de transporte con ruedas, desde longboards y monociclos hasta scooters y líneas gratuitas. La parte geek es que muchas personas construyen sus propias versiones, las personalizan con grabados y plantillas, y ocasionalmente agregan LED, acelerómetros y otros productos electrónicos geniales.

Cuando visité el campus en mi último año en la escuela secundaria, vi a un tipo que hizo su propio longboard de aluminio y acrílico transparente, con camiones mecanizados a medida y todo. Durante la semana siguiente me obsesioné con hacer el mío una vez que vine a Mudd, pero luego me di cuenta de que tenía que aprender a hacer longboard, lo que resultó ser un problema mayor de lo que originalmente adiviné. Entonces, abandoné esa idea y decidí aplicar el mismo motivo de diseño básico a un scooter, ya que incluso yo puedo montar un scooter (creo, al menos). Además, que yo sepa, nadie ha hecho su propia scooter aquí en Mudd, así que también es un poco más original.

Para proporcionar una línea de tiempo: pasé el primer mes de la escuela diseñando el scooter, y poco después ordené todo el metal y algunos de los sujetadores y otras probabilidades y extremos. Comencé a trabajar tan pronto como tuve acceso al taller de máquinas de la escuela, que se realizó a fines de septiembre de 2012. Durante varios meses trabajé todos los domingos todos los domingos y completé todo hasta el Paso 5 (el soporte de la rueda delantera). Tomé un descanso para hacer los regalos de Navidad para mi familia, como cucharas de cocina y cajas de décadas, y reanudé el trabajo después de las vacaciones de Navidad a fines de enero de 2013. Luego, construí la mayor parte del resto de la scooter antes de marzo, y llevé varias partes a casa para soldar Vacaciones de primavera. Corté la cubierta con láser y terminé el resto de los detalles cerca del final del año escolar en abril y mayo de 2013.

Suministros:

Paso 1: Diseño

Antes de hacer cualquier modelado real, primero hago bocetos en bruto para la mayoría de mis proyectos, incluido este. Los uso para averiguar las dimensiones básicas que necesito. Una vez que tuve una idea de lo que realmente iba a hacer, recorrí el campus de mi universidad con un cuaderno y una cinta métrica y tomé medidas de todos los estilos de scooter que me gustaban. Terminé eligiendo el Razor A5-Lux para basar mi scooter. También decidí desde el principio que quería hacer esto de aluminio, con una plataforma de acrílico cortada con láser y posiblemente con LED para cruceros nocturnos.

Después de 20 minutos de tomar medidas del A5-Lux de alguien, tenía todas las dimensiones que necesitaba para hacer otra ronda de bocetos. Luego me mudé a Google SketchUp e hice un modelo 3D completo. A pesar de que los detalles de la construcción de los detalles esenciales no eran 100% exactos en el modelo de SketchUp, utilicé el modelo para averiguar las diferentes existencias de aluminio que necesitaba y longitudes de corte específicas para algunas piezas.

Más adelante en la compilación (aproximadamente 5 meses después) aprendí SolidWorks en una clase de ingeniería. Para este momento en la compilación, ya tenía la mayoría de las piezas creadas, por lo que hacer un modelo preciso fue mucho más fácil esta vez. Utilicé este modelo para averiguar la longitud exacta y la ubicación de la "barra de soporte plegable", pero lo veré más adelante. Sin embargo, abriré cada paso a partir de ahora con una imagen de la parte del modelo de Solid Works.

Una vez que tuve mi modelo de SketchUp, hice una lista de materiales y ordené todo el aluminio de Online Metals. También me tomé un tiempo para averiguar los tamaños de tornillos genéricos, y los ordené a McMaster-Carr.com. Utilicé principalmente 8-32 cabeza hueca y 8-32 cabeza de botón, con varios tornillos de 5-40 cabeza de botón para las pequeñas cosas.

Originalmente iba a comprar las llantas A5-Lux de reemplazo de 8 pulgadas de la tienda Razor, sin embargo, decidí no hacerlo después de que descubrí que estaban pendientes de pedido y 60 dólares. Después de mucha investigación en línea, descubrí que las ruedas grandes para sillas de ruedas son baratas, duraderas y bastante disponibles. Conseguí dos ruedas de 8 pulgadas de un tipo en eBay por menos de 20 dólares.

Al principio decidí que quería que la cubierta fuera de acrílico transparente, así que también pedí un pedazo de 1/4 de acrílico verde claro de E-Street Plastics. Usaré el cortador láser de mi escuela para cortar la cubierta. El acrílico para corte con láser es excelente porque le gusta agrietarse y astillarse cuando lo mecaniza / corta con sierras normales, y el corte con láser también "pule" el borde cuando lo corta, por lo que es una excelente forma de cortar el acrílico. !

Paso 2: El soporte de cubierta

Comencé por hacer el soporte de cubierta, y trabajé a partir de eso con piezas posteriores. El soporte de la plataforma es la parte que soporta la plataforma de acrílico, la base misma del scooter.

Utilicé dos longitudes de aluminio 6061 de 1 "x 1/2" x 20 5/8 "como los 'rieles', y los conecté con dos piezas de 2" del mismo material para formar el soporte de la plataforma. Utilicé una sierra de cinta para cortarlos aproximadamente a la longitud, y luego enfrenté los extremos a la longitud en un molino con un molino de extremo de ~ 1 "(hice esto para las secciones de rieles y conectores). Cada junta tiene dos óxido negro de 1" 8-32 tornillos de cabeza hueca, aburridos a contracorriente para que las cabezas queden al ras.

Por ahora, acabo de perforar un orificio de 17/64 "(un poco más de 1/4") en la parte frontal de los rieles para colocar los montantes de la columna de dirección. Voy a averiguar el montaje de la rueda trasera más tarde.

Paso 3: Los soportes verticales y la manga de la columna de dirección

A continuación, realicé los montantes, las piezas que se extienden desde el pivote en el soporte de la plataforma hasta la columna de dirección. Esta será la parte que se pliega sobre la cubierta cuando colapsas el scooter.

Hice esta parte de un material ligeramente diferente, usé 1 1/4 "x 1/2" en lugar de 1 "(No estoy muy seguro de por qué hice esto en realidad, estoy escribiendo esto unos 6 meses después de que ordené el aluminio, así que quién sabe en qué estaba pensando entonces. Aunque estoy seguro de que tenía una buena razón …)

De todos modos, corté dos piezas a aproximadamente 16 pulgadas, y me enfrenté a un lado de cada una. El otro lado tenía que ser fresado en un ángulo extraño, por lo que dejé un lado áspero por ahora.

También corté dos secciones de conector de 1 "y miré a ambos lados a la longitud.

Ahora vino la parte difícil: mecanizar ese ángulo extraño. Esto hubiera sido fácil si el supervisor de la tienda me hubiera permitido cambiar la prensa del molino por un plato giratorio, pero no lo hizo, así que tuve que ser creativo. Terminé usando amarres regulares de ranura en T para sujetar las piezas al lecho del molino, y luego instalé un sistema muy incompleto para asegurarme de que las piezas estuvieran alineadas a 32.3 grados con respecto al eje z del molino. Tuve un medidor de ángulos, pero debido a alguna restricción física, tuve que usarlo junto con dos cuadrados para asegurarme de que todo estaba alineado. Y tuve que hacerlo dos veces, una por cada pieza.

Una vez que estuvo alineado, me enfrenté al otro extremo de la pieza a lo largo con el ángulo, y luego hice un conejo de 1 "de ancho 1/4".

Afortunadamente, ambas partes salieron bien!

A continuación, adjunté las dos piezas juntas con las piezas conectoras. Para estas uniones, utilicé tornillos de cabeza de botón 8-32 inoxidables de 1 "y los taladré a contracorriente con una fresa de 0,33". Para terminar la pieza, perforé un orificio de 17/64 "correspondiente en el extremo para conectarlo al soporte de la plataforma.

La siguiente parte fue aún más complicada. Tuve que fresar los cortes correspondientes de 1/8 "de profundidad en el manguito de la columna de dirección (la cosa por la que gira la columna de dirección). Nuevamente, tuve que sujetar la pieza directamente al lecho del molino, que resultó ser más difícil que antes porque era un tubo. Esto también hizo difícil alinear el ángulo correctamente, porque no tenía un borde claro para ver hacia abajo ya que estaba redondeado. Después de mucho finagling, hice los cortes y la unión salió bien. Puedes ver Cómo encajan las partes en las imágenes de arriba.

Paso 4: La columna de dirección

Esta fue definitivamente la parte más genial de la moto para hacer. La columna de la dirección tiene que girar suavemente incluso con mucha presión, y el roce del aluminio contra el aluminio no es bueno, así que tuve que averiguar cómo aislar todo el aluminio en la junta giratoria.

Usé cojinetes de latón lubricados que se ajustaban alrededor de la columna de la dirección y se deslizaron dentro de la camisa de la columna de la dirección para mantener la columna separada de la camisa, y una arandela de bronce entre la parte superior de la camisa y el collar del eje mantuvo la parte superior de la junta aislada. La junta inferior tiene que soportar mucho peso, por lo que derroché y compré un cojinete de confianza para lubricar el movimiento de la dirección.

La propia columna de dirección la hice con dos tubos telescópicos. El más bajo, más grande, tiene aproximadamente 1 1/4 "de diámetro exterior, y el interior es de 1" OD. Monté una placa roscada en el interior del tubo interior, y perforé un agujero correspondiente en el tubo exterior. Estos orificios se alinean en la altura deseada y una perilla roscada los mantiene juntos. En el futuro, puedo fresar una ranura en el tubo exterior para que pueda ajustar fácilmente la altura, pero por ahora lo estoy dejando a una altura determinada.

Utilicé un molino de extremo de 1 "para hacer un corte redondeado en la parte superior del tubo interior, de modo que otro tubo de 1" podría encajar en la parte superior para hacer las barras de la manija. Hice un tapón con una varilla sólida de 3/4 "y encajé dentro de la parte superior del tubo interior, el manillar se enrosca en este tapón.

Paso 5: Soporte de la rueda delantera

Hice el soporte de la rueda delantera con aluminio de 2 "x 1/4", con dos piezas de conector de 2 "x 1/2". Separé los conectores a 1 pulgada de distancia y los conecté a las piezas laterales con los mismos tornillos 8-32. Después de perforar y golpear todos los orificios, usé un molino CNC para cortar un orificio de 1.25 "en la pieza del conector superior y una depresión de 1.25" en la pieza del fondo. De esta manera, la columna de dirección puede deslizarse a través de la pieza superior y encajar en la parte inferior. Esto permite una fácil alineación de la soldadura y proporcionará rigidez adicional. Desafortunadamente, mi tienda de la universidad no tiene una gran configuración de soldadura, y no podemos soldar el aluminio en absoluto. Así que tuve que llevar varias piezas a casa durante las vacaciones de primavera para poder soldarlas. Hablaré más sobre la soldadura en el paso 9

Realicé un orificio de 0.316 para ajustar el eje de 5/16 "y luego realicé arboledas en el eje para ajustar los anillos de retención que mantienen el eje en su lugar.

Paso 6: Soporte de rueda trasera

Esta podría haber sido la pieza más simple de hacer. Utilicé acciones de 1/4 "x 1 1/4" conectadas por una pequeña pieza de 1/2 "x 1 1/4" y las até con cuatro tornillos de cabeza de botón 8-32. Dejé los otros extremos ásperos porque no estaba seguro de dónde montar exactamente el soporte en esta etapa de la construcción.

También he incluido una foto de progreso tomada cuando terminé el soporte de la rueda trasera. Esto fue tomado a mediados de febrero de 2013

Paso 7: El Mecanismo de Plegado

Para el mecanismo de plegado, quería una barra para fijar entre los montantes y el soporte de la plataforma, creando un triángulo alrededor de la junta principal y evitando que se pliegue. También quería poder tirar del pasador inferior, doblar el scooter y luego sujetar la misma barra hacia atrás cerca de la rueda trasera para mantenerla doblada. Lograr uno de estos sería fácil, pero lograr ambos es difícil, porque necesitaba satisfacer el ángulo y la longitud de ambos triángulos. Este problema era lo suficientemente complejo como para que supiera que lo arruinaría si tratara de resolverlo, así que decidí rehacer todo el scooter en Solid Works para poder obtener las dimensiones correctas para esta parte.

Como ya tenía la mayor parte del scooter construido, hacerlo en Solid Works solo tomó varias horas porque ya tenía todas las dimensiones y detalles resueltos.

Una vez que construí el modelo de scooter, tomó aproximadamente una hora ajustar la longitud de la barra de plegado y la colocación de los orificios antes de que el scooter quedara bloqueado en la posición desplegada en el ángulo correcto, y se trabara en la posición plegada de modo que la columna de dirección estuviera paralela a la cubierta. Tomé las dimensiones del modelo y las utilicé para hacer la parte real.

Paso 8: Soldadura

Como dije antes, no tenía las instalaciones para soldar aluminio en mi tienda de la universidad, así que tuve que llevar varias piezas a casa durante las vacaciones de primavera para poder soldarlas.

Durante el diseño, traté de limitar la soldadura lo máximo posible exactamente por este motivo, pero aún había varias uniones que simplemente no se podían hacer con tornillos. Estas son la unión entre los montantes y la funda de la dirección, la columna de la dirección y el soporte de la rueda delantera, y los extremos en la barra de plegado.

Tampoco tengo un soldador TIG en casa, pero leo en línea que en realidad puedes soldar aluminio con una configuración MIG si usas un alambre de relleno de aluminio especial en lugar del material de acero regular, y utilizas argón al 100% como gas protector. También tuvimos que reemplazar el revestimiento, el difusor y la punta del tubo de la pistola, porque supongo que no se puede usar ninguna pieza que haya tocado el alambre de soldadura de acero. Algo ocurre a nivel químico que atornilla la soldadura de aluminio si su material, o el cable de relleno, está contaminado con acero. Debido a esto, también tiene que cepillar su material una tonelada con un cepillo de acero inoxidable para limpiarlo antes de soldarlo (por alguna razón, el acero inoxidable está bien).

La mayoría de las uniones que necesitaba para soldar eran bastante gruesas, por lo que no estaba preocupado por quemarme o estropearme cualquier cosa mala (de hecho, tuve que agregar calor con una antorcha de butano solo para calentarlo lo suficiente como para soldar) pero el tubo de la columna de dirección es súper delgado y necesitaba soldarlo a una placa de 1/2 ", así que decidí usar solo un tornillo de fijación en lugar de soldar. Si esta junta falla más adelante, me iré a través de la molestia de soldarlo.

Paso 9: Imágenes del progreso

Aquí hay algunas fotos de progreso. Estos fueron tomados alrededor de finales de abril de 2013.

Paso 10: Cubierta de acrílico

Hice la cubierta de 1/4 "de acrílico verde claro.

Utilicé el modelo Solid Works para ajustar las dimensiones de la plataforma, y ​​terminé exportando el modelo a un archivo.dxf para poder cortarlo directamente con un cortador láser.

La parte no tan divertida de esto fue perforar y golpear los 20 agujeros para todos los tornillos de cabeza de botón 8-32 que sujetan la plataforma hasta los rieles. Por supuesto, no lo hice. necesitar que muchos, probablemente 4 o 6 hubieran funcionado solo para asegurar el acrílico, ¡pero pensé que tener 10 tornillos en cada lado se vería realmente increíble!

De todos modos, puse dos tornillos en las esquinas del gatito, luego marqué el resto con un punzón de centrado. Afortunadamente, el molino facilitó la perforación de los orificios, ya que para todos los orificios de un riel solo tuve que cambiar un eje (el eje y era el mismo para todos los orificios de un riel).

Por lo general, uso un soporte para grifo en el mandril del molino y golpeo todos los orificios justo después de perforarlo, de modo que el molino se ponga a cero justo encima del orificio. Esto proporciona el mejor toque posible, pero se tarda una eternidad porque tiene que sacar el mandril de perforación e intercambiar las pinzas y todo, y luego cambiar la altura del eje z, que es muy agotadora si necesita hacer esto 20 veces en una rápida sucesión. Entonces, en este caso, decidí no hacerlo y simplemente hice tapping a mano. Sin embargo, me dolía mucho la muñeca después del último golpe, pero me alegro de haber usado solo 8-32 tornillos en lugar de algo más grande, o mi mano podría haberse caído.

¡Limpié todo el fluido de corte y até la plataforma! ¡Luce extraordinario!

Paso 11: Toques finales y planes futuros

Acabado de la superficie:

Utilicé papel de lija de grano 240 y 320 sobre el aluminio en algunos lugares donde se notaban arañazos. Luego utilicé una almohadilla Scotch-Bright y terminé el resto del aluminio con eso, lo que me proporcionó un bonito acabado mate.

Montaje final:

Volví a revisar cada junta y limpié el líquido de corte sobrante de las roscas de los tornillos y los orificios roscados. Luego puse Thread Lock en todos los tornillos antes de volver a ensamblar.

Para el futuro:

Como siempre, todavía hay cosas en las que trabajar, aunque estoy bastante satisfecho con el estado actual del Scooter. Aquí hay algunas cosas en las que me gustaría trabajar y agregaré actualizaciones a medida que complete estas partes.

• Agregue la batería y los LED blancos súper brillantes debajo de la cubierta de acrílico
• Grabe con láser un diseño estéticamente fresco y significativo en la plataforma, para que se ilumine cuando los LED están encendidos
• Construya el resto de la jaula de la rueda trasera para que pueda apoyar mi pie de empuje en algo que no sea la rueda trasera.
• Implemente el mecanismo de bloqueo del pasador trasero para que pueda bloquear el scooter en posición plegada
• Averiguar algún tipo de mecanismo de frenado.
• Fresar una ranura que conecta los dos orificios en la columna de dirección exterior para que los manillares sean ajustables
• Compre mejores rodamientos para las ruedas para facilitar la conducción.
• Retire más material del interior del manguito de la columna de dirección para disminuir la fricción de la dirección.