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筆者在2013年左右開始玩山地車，轉(zhuǎn)眼十年過(guò)去，騎車的水平?jīng)]啥進(jìn)步，修車技術(shù)到是長(zhǎng)進(jìn)不少，眼瞅著修車沒啥新鮮勁了，于是這幾年漸漸把興趣點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了設(shè)計(jì)制作小玩意兒上，陸陸續(xù)續(xù)做了不少自己車子上的專用零件。

去年中的時(shí)候家里喜添新丁，到年底崽子長(zhǎng)大一些，又有些時(shí)間，忽然萌生了帶小家伙入坑的想法。這幾年作為小朋友的第一輛自行車，滑步車著實(shí)有些火熱，但是筆者在網(wǎng)上轉(zhuǎn)了一圈，也沒啥能看得上眼的小車子，加上玩滑步車小孩的家長(zhǎng)畢竟不是專業(yè)玩車的，對(duì)車子配件的性能價(jià)格都不是很了解，滑步車市場(chǎng)魚龍混雜，配件價(jià)格也居高不下。在自行車玩家眼里，這就是個(gè)韭菜市場(chǎng)，割完一波又一波。玩了這么多年自行車，自認(rèn)為滑步車的結(jié)構(gòu)原理還是挺簡(jiǎn)單的，于是就有了自己設(shè)計(jì)制造滑步車的想法。

玩車筆者算得上半個(gè)專業(yè)，但是造車是一竅不通，只能憑借樸素的想象力了。

從接觸山地車的第一年開始，筆者一直中意的都是左撇子前叉，所以首先確定小滑步車的前叉至少是個(gè)左撇子，最好后輪也是單邊的！材料主體肯定要是碳纖維的，不然夠不上輕量化！這幾年山地車興起了不少頭管止撞系統(tǒng)，正好適合滑步車摔車時(shí)候的安全防護(hù)，止撞必須要加上！

定完大方向以后開始著手實(shí)施了，首先進(jìn)入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：

前叉：

就把最有特點(diǎn)的左撇子前叉作為切入點(diǎn)吧。一開始筆者按lefty雙肩叉的形式設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也并不復(fù)雜。

▲雙肩版本的前叉

轉(zhuǎn)念一想，既然現(xiàn)在lefty都已經(jīng)進(jìn)化到第八代單肩了，怎么地也要和原版看齊！

▲Lefty ocho

于是重新設(shè)計(jì)了一個(gè)單肩版本的！

▲單肩版本的前叉

通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化，適當(dāng)?shù)臏p輕了一些重量，和雙肩版本的重量接近（是的雙肩更容易輕量化）。并且通過(guò)有限元分析，在承載80kg成年人的情況下，前叉的撓度和應(yīng)力都在合理的范圍內(nèi)，整體設(shè)計(jì)沒什么大問(wèn)題。

▲前叉承重應(yīng)力分布

▲前叉受力變形情況

輪組：

既然前叉是獨(dú)特的，那么和前叉的配套的輪組肯定也沒有現(xiàn)成的，必然需要自己設(shè)計(jì)制造。輪組花鼓的整體結(jié)構(gòu)由兩邊的3D打印鋁合金法蘭盤和中間的碳纖維管構(gòu)成，直拉輻條。緊固方式參考了佳能戴爾的設(shè)計(jì)，為了方便制造又適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了簡(jiǎn)化，采用單邊鈦合金螺絲固定，同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)退輪工具，直接放松固定螺絲就可以把輪組退出來(lái)（當(dāng)然大多數(shù)情況下輪組是不需要拆下的，畢竟前后單邊固定，換內(nèi)外胎都十分方便）。雙邊訂制密封墊圈，防水性能足夠。輪圈則使用滑步車常見規(guī)格的10孔碳圈，畢竟是自己畫的設(shè)計(jì)圖，不用計(jì)算，直接根據(jù)3D模型測(cè)量定制輻條長(zhǎng)度。

▲前叉與輪組

▲退輪工具

車架：

車架的主體采用了碳纖維管材套管鋁合金3D打印件（一體碳架模具成本過(guò)高不適合單件打樣）。幾何結(jié)構(gòu)參考了當(dāng)下流行的現(xiàn)代山地車幾何，低趴加小角度頭管，增加了穩(wěn)定性和越障能力。后三角通過(guò)有限元分析，和前叉一樣，承重80kg沒有大問(wèn)題。

▲車架設(shè)計(jì)圖

▲前叉承重變形情況

碗組及車把：

前叉的頭管采用的是1-1/8英寸規(guī)格，所以碗組采用了上下直管碗組軸承。前期設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的傳統(tǒng)車把把立分離設(shè)計(jì)。后面淘到了合適的一體把。又方便了止撞設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，車把的卡槽限制頭管墊圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，墊圈再通過(guò)卡槽和上腕組蓋聯(lián)動(dòng)，最后腕組蓋同樣通過(guò)頭管上邊緣的限位卡槽實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)限位。

▲碗組止撞系統(tǒng)組成

在經(jīng)過(guò)了不知道多少個(gè)令人頭禿的夜晚，經(jīng)歷了幾十個(gè)版本迭代之后最終確定了設(shè)計(jì)方案。這個(gè)old文件夾就是筆者凋亡腦細(xì)胞和脫落頭發(fā)的見證。

▲各種設(shè)計(jì)文件

隨后正式進(jìn)入了制造階段。

鋁合金的打印可以交給打印工廠（期間也經(jīng)歷了不少拖延工期，公差過(guò)大，質(zhì)量返工等抓馬的插曲），碳管則可以直接購(gòu)買，通過(guò)自行切割獲得合適尺寸。碳纖維lug工藝制造成本相對(duì)低廉，但是制作時(shí)候的定位比較重要。通過(guò)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠粘合碳纖維和鋁合金的過(guò)程中，需要有合適的治具保證每個(gè)零件的定位精準(zhǔn)。異形治具主要靠自己的3D打印機(jī)打印塑料部件，安裝到鋁型材等標(biāo)準(zhǔn)件上實(shí)現(xiàn)定位。在這些主要部件中，花鼓的結(jié)構(gòu)是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，所以從花鼓開始練手。

3D打印得到簡(jiǎn)易的軸承壓入工具，可以將軸承安裝到兩邊的法蘭中。通過(guò)治具和前叉腳共同實(shí)現(xiàn)花鼓零件的定位，等待膠水硬化就可以得到前后花鼓。

▲自己打印的軸承壓入工具

▲花鼓法蘭軸承壓入

▲花鼓粘合治具

▲實(shí)際打印的治具

▲花鼓制作完成后和叉腳組裝

花鼓完成之后，用調(diào)圈臺(tái)以及自制的正心弓和花鼓編圈工具完成輪組編制。

▲自制的輪組編制工具

▲小崽子看編輪，驚呆了

▲輪組編制完成后安裝內(nèi)外胎

輪組編完之后制作更加復(fù)雜的前叉治具。前叉的制作可以簡(jiǎn)單的歸納為：

1.組裝治具。

2.給零部件結(jié)合位打上結(jié)構(gòu)膠。

3.把粘合的工件放置到治具上固定。

4.等待膠水固化拆卸治具。

▲前叉治具設(shè)計(jì)圖

▲3D打印結(jié)合鋁型材的前叉治具實(shí)際使用方法

完成進(jìn)行組裝功能性驗(yàn)證，滾動(dòng)順滑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

▲輪組和前叉安裝配合良好

有了前叉的經(jīng)驗(yàn)，復(fù)雜的車架制造變得相對(duì)容易一些，只是治具復(fù)雜了億點(diǎn)點(diǎn)而已，并且需要有合適的涂膠和固定順序，否則容易卡治具。

▲車架治具設(shè)計(jì)和安裝圖

▲3D打印結(jié)合鋁型材的車架治具實(shí)際使用方法

▲獲得車架成品

至此。全車的主要零部件基本就算制作完成了。當(dāng)然其中省略了不少細(xì)節(jié)，過(guò)去快一年了有些自己也不太記得，大體就是些修正誤差的慢活兒，卻是最消耗時(shí)間的。

接下來(lái)是外觀涂裝的定制，這個(gè)操作比較常規(guī)，首先是截色噴漆，用的是珍珠白。然后畫好logo圖，定制貼紙貼上。可以看到最后成品的效果還是挺還原設(shè)計(jì)圖的。

▲前叉噴漆

▲車架噴漆

▲貼紙的cad圖紙

▲車架logo粘貼

▲前叉logo粘貼

迫不及待地進(jìn)行了組裝，小心翼翼地成年人（筆者70kg）試騎，運(yùn)氣不錯(cuò)一切工作正常。

▲全車完成

把小車帶回家給崽子耍耍，那個(gè)時(shí)候還小不會(huì)走路只能轉(zhuǎn)輪子玩，不過(guò)看得出來(lái)還是很感興趣的！

最后再放幾張證件照吧！

經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的加班，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)！

目前崽子一歲半，腿短還沒法正常玩車，只能先收到柜子頂上。但是每次他路過(guò)的時(shí)候都要指點(diǎn)一下，“哦~”的一聲，應(yīng)該是表示喜歡吧！

▲爸爸的車、媽媽的車、崽子的車

責(zé)任編輯：PUTUO