Проект гусеничного самоката/буксировщика

[DED]

Вместо пролога.
Несколько лет назад  был удачно реализован проект всесезонной танкетки для внука, и так же удачно спустя пару месяцев  был отправлен на консервацию в гараж, где пылится до настоящего времени.
https://electrotransport.ru/index.php?topic=18507.0

Главными причинами закрытия проекта послужили:
- невозможность использования  танкетки на дачном участке и в цивильных окрестностях в бесснежное  время  из-за вспахивающего эффекта мощных гусениц, и полного уничтожения любой растительности на участке маневрирования;
- большой вес и громоздкость конструкции танкетки, делающими ее транспортировку к подходящим местам покатушек достаточно хлопотной процедурой;
- большая мощность и масса танкетки грозили безопасности окружающих, и вынуждали постоянно находиться рядом с катающимся с брелком дистанционного тормоза;
- малая скорость и отсутствие драйва катания приводили к быстрому наскучиванию покатушек.
Кроме всего, очень разочаровали шумные и неэкономичные шестереночные редукторы и цепные передачи при использовании коллекторных моторов. 
Просилось что-то более скоростное, легкое, драйвовое, но безопасное и проходимое по любому снегу.
В итоге, созрела идея реализации гусеничного самоката с бесколлекторниками прямого привода. С учетом предыдущих ошибок и накопленного опыта решил открыть новый проект.

Гусеничный самокат.
Общая компоновочная концепция такова. См. рисунок.


Гусеница от предыдущего варианта – продольная половинка  стандартной снегоходной гуси.
Два мотор-колеса по 350Вт спереди и сзади внутри гуси. В качестве доноров использованы колеса 8" от самоката со снятыми резиновыми протекторами.
Непосредственно на мотор-колесах стоят  тяговые звездочки для гуси.
В качестве направляющих несущих, на которые ставятся моторы, дополнительные опорные колеса, аккумулятор и электроника -  дюралевые прямоугольные профили. К ним через скобы крепится верхняя опорная площадка.
В передней части опорной площадки ставится кронштейн крепления складной рулевой стойки.
Аккумулятор и электроника внутри гуси в герметичном отсеке.
Рулевая стойка с пружинной амортизацией лыжи. Усилие полного сжатия пружины 15-20кг.
То есть, в разгруженном состоянии самокат опирается на лыжу и заднюю часть гуси.
Если катающийся остается в задней части площадки, гуся находится в приподнятом положении своей передней части. При этом обеспечивается максимальная маневренность самоката. Особенно по жесткому насту.
В движении катающийся сам выбирает свое положение на площадке, исходя из желаемого режима маневрирования и глубины снега.
На лыже имеются слегка выступающие снизу опорные колесики, позволяющие двигаться по асфальту. При движении по снегу они не создадут ощутимого сопротивления движению.
Сама лыжа при повороте становится на боковой кант, как в горных лыжах.
В передней части самоката будут установлены датчики парктроника для автоматического торможения при обнаружении препятствия по ходу движения. Чем ближе препятствие, тем чаще кратковременные "нажатия на тормоз". При препятствии ближе 50 см моторы стопорятся.

[DED]

Вот предельно близкая по сути реализация. https://tass.ru/v-strane/6164090


Только авторы конструкции слишком  умощнили стойку и крепление передней лыжи. Аж два мощных амортизатора.
Впрочем, у них стояла задача создания неубиваемого снегохода для серийного производства, включая армейские и охотничьи нужды.  В итоге запредельный вес для подобного "малыша" около 50кг.
Для детско-подросткового варианта можно существенно упростить и облегчить конструкцию.  В пределе до 25кг.

[SMILE1]

[user]DED[/user], с возвращением 

Для детско-подросткового варианта можно существенно упростить и облегчить конструкцию.  В пределе до 25кг.

25 все равно много. Человек врукопашную может перемещать до половины своего веса. Т.е. 25 комфортно для худого взрослого, а для подростка, тем более девочек, многовато.

[DED]

[user]DED[/user], с возвращением 

Спасибо, жизнь заставила. Внуки растут, требуют драйва, новых скоростей, новых конструкций.
https://yadi.sk/i/TfhKQM06LJYgKQ  Мелкому уже скучны традиционные покатушки.

По весу.   Пара моторов по 350Вт, половинка гуси, литий 36V 12Ач это уже неразменные 15кг. Остальное буду стараться минимизировать.

[Александр CRV]

Когда я гонял электроснегоход у меня были такие проблемы, что ручки газа в условиях когда транспортируешь в тепле выносишь на холод начинали делать мозги.  Две ручки разных на вид одинаково "делали". Были всякие неприятные ситуации когда ехал снегоход сам. Этот момент учтите. Техника мощная и тяжелая и непредсказуемое управление то еще удовольствие.  А по самой идее - мое мнение что эта концепция для экстремалов и крайне узкого контингента желающих на нем покататься. По снегу сложно очень ехать, а по укатке лучше на колесах. В общем думайте насколько оно вообще нужно. Эти гусеничные приставки к мотоциклам и т.п. врятли вообще востребованы кем то кроме тех кто их сделал. Но если будете строить я буду следить за темой.

[DED]

Строить  самокат буду однозначно!  Пока вижу его потенциальными пользователями контингент 10+. Для мелких будет сложновато управляться, особенно по рыхляку - нужны хорошая координация и  навыки.
По ходу осмысливания концепции решил использовать в гусе три мотора по 350Вт. Иначе не осилить глубокий снег, не будет скорости, не будет драйва.
Уже подобрал основную комплектацию. Мотор-колеса 8" от самокатов хорошо переделываются в мотор-звездочку для гуси. Бурановские капролоновые звездочки после небольшой доработки хорошо встают на тормозной барабан колеса. Такая мотор-звездочка весит 2,6кг.


Половинчатая гуся от "бурана" (короткая) весит 5,2кг.
Итого, три мотора с гусей это уже 13кг. Зато не будет никаких тяжелых сварных рам. Только два направляющих дюралевых профиля 60х30мм, на которые внутри гуси ставятся моторы, блок электроники и аккумулятор. Пока получается уложиться общим весом в 23-24кг.

[Александр CRV]

видел на просторах как звездочку бурана делили на секции а потом скручивали в штатные отверстия на болты и получался больший диаметр звезды на тех же зубьях. Может и тут так лучше Если внутри гусеницы место нужно.
А три мотора это явно перебор. Уже нет никакого логичного объяснения зачем вообще использовать электротягу в этой конструкции. Вес трех моторколес , контролеров и батареи сильно превышает вес какого до ДВС типа бензопиты, мотокосы и т.п. с центробежным сцеплением. Задний ход тут явно не нужен. Да и тишина в движении тоже.

[DED]

Александр CRV, очень правильные вопросы ставите, именно они для меня были определяющими при выборе концепции.
Полностью с вами согласен, что бензиновая тяга гораздо эффективнее в тяжелых условиях, где требуются большие мощности, длительное время езды и нет условий быстрой зарядки аккумуляторов. Да и дешевле выходит на круг. Поэтому чуть позже на второй гусе от танкетки буду собирать бензиновую версию в тех же габаритах. Электро версия скорее для души.

Три мотора в гусе совсем не роскошь, а возможность езды по рыхлому и глубокому снегу на хорошей скорости. При езде по неглубокому или накатанному снегу суммарная потребляемая мощность не больше, чем у одиночного, но менее мощного мотора.
Кроме того обод донорского мотор-колеса является отличной опорой гуси, и отпадает необходимость в дополнительных опорных роликах. Поперечная жесткость гуси позволяет удерживать достаточную устойчивость при опоре на диски трех мотор-звездочек. Наружный диаметр дисков совпадает с диаметром опорных площадок звездочек.
Звездочки очень хорошо садятся на наружную часть тормозного суппорта колеса, и надежно фиксируются на нем винтами.

Полностью согласен, что по насту лучше ездить на колесах.  Поэтому за счет пружинного амортизатора лыжи гуся располагается под небольшим углом атаки к горизонту. При этом твердой дороги касается лишь задняя часть гуси, и как-бы получается езда на заднем колесе.
При движении по рыхляку в работу включается вся площадь гуси. 
Также продольный наклон гуси выбирается ездоком переносом своего цента тяжести на переднюю или заднюю часть гуси. Тут уже потребуются навыки катания и опыт.

Насчет дополнительной безопасности при езде и заклинивании ручки газа  убежавшего снегохода.
У меня уже отработан на практике и отлично зарекомендовал себя вариант использования обычного автомобильного парктроника в качестве датчика препятствий, и автоматического торможения моторов.
Сигнал от зуммера парктроника подается на контакты тормоза контроллера управления мотором.
При дальнем обнаружении препятствия парктроник редкими попикиваниями слегка подтормаживает мотор. По мере приближения к препятствию "нажатия на тормоз" становятся чаще. И перед самим препятствием мотор встает наглухо. Очень удобно и надежно. Далеко снегоход не убежит, до первого дерева. Если только не в открытом поле.

[SkeptiK]

Для 10 лет координации при езде на классическом двухколесном самокате/скутере по снегу зимой вполне хватает. Никакая лыжа и гусеница не нужна. У меня дочке 10 лет, зимой поставил на свой 6кВт «самокат» - без проблем. Ключевой вопрос - хороший контроллер с тяговым управлением.
Добавлено 13 Окт. 2019 в 12:02
Причём у меня задний привод. На полном проходимость будет на порядок выше и полагаю может поспорить с гусеницей.

[Александр CRV]

Ничего с гусеницей не поспорит. Тем более не понятно как на порядок может повысится проходимость. В чем она вообще меряется чтобы в 10 раз выросла?
Зима у всех разная и снег разный. Мне нравился проект всесезонной танкетки. Жаль не было вроде видео с глубоким снегом.
Парктроники для безопасности тема интересная. Буду иметь ввиду.   Но всеже перемудрено все выходит. Обычная чека безопасности стоит у меня сейчас на бензиновом детском. Слетел водитель потянулся шнур и заглох. На электрической тяге тоже куда проще реализовать размыкание реле батареи даже если контролер пробило сработает. У меня электроснегокат для младшего. Там наверное тоже сделаю. Теже ручки газа чтобы не подвели.

[DED]

Датчики парктроника не от болезней ручки газа, а от случайных наездов на людей и препятствия.  Танкетка успевала остановиться на полном ходу, если перед ней возникал зазевавшийся ребенок.  Или если водитель не заметил пенек перед собой.

Насчет проходимости гусениц. Считается, что гусеница с удельным давлением менее 30г/см.кв (или около того) может двигаться по ЛЮБОМУ снегу.
В моем варианте площадь гуси с лыжей около 2200см.кв, а общий вес самоката с седоком считаю 60кг (25+35кг).
Это менее 30г/см.кв.

[Pau62]

Датчики парктроника не от болезней ручки газа, а от случайных наездов на людей и препятствия. 

На каком расстоянии срабатывает парктроник?

Какая дистанция потребуется этой поделке для остановки?

[Pau62]

Парктроники для безопасности тема интересная. Буду иметь ввиду.   Но всеже перемудрено все выходит.

У меня проблемма безопасности решается на квадре просто и тупо - движок к контроллеру подключается только тогда, когда нажата кнопка под правой ногой водителя.
Через автомобильную релющку на 70А.

[Лодочник_А]

В итоге запредельный вес для подобного "малыша" около 50кг.
Для детско-подросткового варианта можно существенно упростить и облегчить конструкцию.  В пределе до 25кг.

Ну проект то интересный, но и мощность я думаю ни к чему,гусь один,фрикционов нет,лыжа не лучшее управление.

[DED]

Насчет остановки от парктроника.
Чаще всего проблемы с остановкой возникали на небольших площадках маневрирования, а не при движении по трассе.  В основном из-за  неаккуратного дерганья ручки газа при препятствии по курсу.   Парктроник имеет стандартные автомобильные характеристики. Начинает пикать (притормаживать) метра за полтора. Вполне подходяще для задачи. Вполне достаточно пары датчиков на рулевой стойке лыжи.
Опция отключаемая.

Согласен, с лыжей не так маневренно, как с двумя гусями.  Да и не так устойчиво. Будем посмотреть, самому любопытно, что получится.
А мощность не будет постоянно на пределе.  Вполне достаточно для крейсерского хода 300-500Вт. А уж более 1кВт будет лишь "в прыжке" через сугроб короткое время. Иначе никаких аккумуляторов не хватит.

[Лодочник_А]

Согласен, с лыжей не так маневренно, как с двумя гусями.  Да и не так устойчиво. Будем посмотреть, самому любопытно, что получится.

Ну танк! он же для детей,я думаю нужно вес упрощать,накрывать гуся,увеличивать эксплуатацию до подзарядки.Это естественно моё мнение,получив больший упор потеряешь манёвренность.Я делал то,что во все стране не делал никто,вместо гусениц .....шнеки.

[DED]

Так гуся закрыта со всех сторон. Сверху  опорная площадка из фанеры, и по бокам тоже щитки из тонкой фанеры, пластика или стеклотекстолита. Чтоб нога ребетенка не попала внутрь. Это уже отработано на танкетке.

Пока только подбираю комплектующие. Уже есть в наличие: гуся, три мотор-звездочки, три контроллера управления моторами, самокат-донор рулевой стойки, парктроник с датчиками, дюралевый профиль.
Теперь предстоит все это подружить между собой.

[Александр CRV]

Третий мотор в середине вероятно может прокручиваться в этой конструкции при езде по пересеченке. Особенно если попрыгать захотите как на видео подобных штук.
Разберите ваши моторы посмотрите, что они на самом деле из себе представляют (ширина магнитов и намотка). Если моторы качественные двух хватит точно. И не знаю как эти моторы а мои от гироскутера (удачные одна пара оказалась)  использовал на лифере 36В и потом оказалось, что они до 40 вольт вялые какие то и только после 40 резко просыпаются. Жаль не замерял сколько они в пике потребляли. Какой то сезон был провальный то холодно то отпуск.