买不起就自己DIY一个四驱车“速行者”

本项目将尝试用一种较为简单的方式实现四驱车的制作，这里我们选择制作难度相对不大的皮带传动机构，其中减速传动方面是皮带减速机构，而四驱联动方面也同样采用了皮带传动结构。当前项目使用了两节电池供电，并且采用了两级皮带减速传动，动力十足，加上四轮赛车的造型，是名符其实的“速行者”。

“四驱车”是比较流行的模型项目，四个轮子同时都有动力驱动，与传统的“前驱”或“后驱”车相比，其动力更足且有着更好的越野性能。不过相比而言，四驱车结构通常较为复杂，制作难度大。

一、基本原理

本项目是一部四轮驱动的机器小车，电池负责给电机供电，电机高速转动产生动力，由皮带减速传动机构把动力传到后轮，然后再由后轮上的皮带等速传动机构同步驱动前轮转动，这样4个车轮都直接获得动力，小车跑起来动力就更足了。以下为电路原理图和实物连接图：

 

二、器材准备

器材的实物照片：

 

三、制作过程

1、车身

使用横截面为25mm×15mm的PVC线槽，把方槽部分裁切出长约9cm的一段，作为小车的车身。在车身侧边的线槽轨道上，距离一端边缘1.5cm、6cm、7.5cm的位置用铅笔分别画上标记线。在车身另一侧对称的位置，也画上同样的标记线。用锉刀对着做好的标记线，开宽度为2mm的凹槽，其中凹槽深度刚好达到线槽轨道的底部位置，作为轴承槽。

注意：为保证轴承槽位置的精度，要求槽其中一个侧边紧贴着标记线，请留意每个槽的具体位置，即槽究竟是开在标记线的左侧还是右侧（如中图所示，分别位于3根标记线的右侧、右侧、左侧）。

对着车身两侧的标记线，把贯穿左右两侧的3个凹槽都开好，要求凹槽的宽度刚好合适，即放在里面的车轴既可以顺畅转动，但又不会左右摆动很多。把长短3根车轴都放置于车身的轴承槽中，这时要求3根车轴都是互相平行的。

 

2、皮带轮

在前轮的长车轴上套两个同步皮带轮。在后轮的长车轴上套3个大皮带轮，其中两侧的为同步皮带轮，中间的是减速皮带轮。接着在短轴上套一个大减速皮带轮和一个小减速皮带轮。把3根车轴都放置于车身的轴承槽中。然后在短车轴两侧套上塑料垫圈作为轴承套，要求松紧合适，使得短车轴也可以顺畅转动。

 

3、轴承扣

选取横截面25mm×15mm的PVC线槽，把槽盖用剪刀分别剪出长3cm、2cm、2cm的3段，作为小车车身的底盖。用剪刀在3个车身盖上分别剪出深度为2cm、1.5cm、1cm的凹槽，要求凹槽两侧距离边缘的距离都为0.4cm左右，这样基本上就正好对着槽盖内侧轨道卡扣的边缘。

在每个底盖上凹槽外侧轨道卡扣的前端，用剪刀和锉刀开好深度为0.5cm、高度为0.2cm的缺口。把装了皮带轮的车轴放入车身的轴承槽中，然后把3个底盖都扣到车身的轨道上：其中中间的长底盖直接扣入轨道，两侧的短底盖则可以从边缘沿着轨道推入。移动底盖，使得上面轨道卡扣的缺口正好对着几根车轴的位置，这样就把车轴封闭在了轴承槽中。

4、皮带槽

把车身上的车轴和底盖拆下来。从车身后端（靠近短车轴的一侧），离车身边缘0.4cm左右的位置，用铅笔画一根长4cm、与边缘平行的直线。然后用铅笔在直线内侧前端连着再画一个长2cm、宽0.5cm的长方形。沿着之前画好的直线，用剪刀从车身后端剪一条缝进去，一直到直线顶端。然后再横向沿着长方形的短边剪进去，接着再转向沿着长方形的长边剪进去。用美工刀把皮带槽内侧四周削平整，得到一个凹槽。剪一块长2cm、宽0.6cm的PVC方条，用502胶水把PVC方条贴到车身内侧此前剪开的直线缝上，这样就把皮带槽的开口封起来了。

把车轴和底盖装到车身上，开始调整皮带轮的位置：

调整短车轴上的大减速皮带轮的位置，使得大减速皮带轮正好可以对准开好的皮带槽。

然后把短车轴上的小减速皮带轮调整到紧靠短车轴上的大减速皮带轮的位置。

最后再调整后轮长车轴上中间的大减速皮带轮，使得它正好对着短车轴上的小减速皮带轮。

5、电机

因为电机轴的直径是1mm，而小皮带轮的轴孔直径是2mm，所以小皮带轮不能直接套到电机轴上，这里可以考虑先套一段导线的塑料管。然后再把小皮带轮套在塑料管外侧。为了更牢固，可以在塑料管前端与小皮袋轮轴孔间蘸一点502胶水。在车身上的皮带槽的正对面，距离车身另一侧边缘0.6cm左右的位置，用铅笔画一根与边缘平行的直线，直线总长为2.6cm且中心正好位于皮带槽的中心线上。然后在直线两端各钻一个直径为2mm的小孔。

剪一根长4cm、宽0.8cm左右的PVC长条，并且在其中心线上距离两端0.5cm左右的位置各钻一个直径2mm的小孔，这样做成一根固定电机的夹扣。把夹扣按到电机外壳上，使得夹扣弯曲成包裹电机的形状。再把夹扣的两端用M2×6mm的螺丝/螺母固定到车身上。

6、皮带

把短的减速传动皮带套到小皮带轮和大皮带轮之间。透过车身上的皮带槽，用螺丝刀把车身内侧短车轴上的大皮带轮套着的减速传动皮带勾住，并且挑起来，再同时套住电机轴上的小皮带轮。把两根长的同步传动皮带，分别到套到车身两侧的同步皮带轮上。

7、电源

剪一根长9cm、宽1.5cm的PVC长条，将作为电池盒前端的长支架。在PVC长条上距离一端边缘3cm的位置画一根横截线。把电池盒放到PVC长条的中心线上，并且与横截线同一侧，透过电池盒上的两个安装孔，在PVC长条上画两个对应的打孔标记，其中最左边的小孔距离PVC长条边缘大约0.5cm。对着打孔标记，在PVC长条上钻两个直径2mm的小孔。

再剪一根长4.5cm、宽1.5cm的PVC长条，作为电池盒的后端的短支架。在PVC长条上距离一端边缘2cm、3.5cm的位置各画一根横截线。接着在PVC长条中心线上，距离边缘大约0.5cm的位置（右图左侧），钻一个直径2mm的小孔。

把两个电池盒支架沿着之前画好的几根横截线，用尖嘴钳夹住，弯折成如左图所示的形状。并把电池盒的两个支架叠在一起，并且用M2×6mm的螺丝/螺母固定到电池盒上面。把电池盒上红色的导线剪短，只留下长度大约为3cm的一段。把剪短的电池盒红色导线焊接到拨动开关中间的引脚上，把剪下来的红色导线再剪出长5cm左右的一段，一头焊在拨动开关一侧的引脚上，另一侧上好焊锡。把电池盒上黑色的导线也剪短，剩下大约5cm的一段，前端先上好焊锡。

把拨动开关用热熔胶固定在短支架内侧如图所示的位置上。

剪一块长3.5cm、宽1cm的PVC长条，并且在距离一侧边缘分别为1.5cm、2.5cm、3cm的位置分别画横截线。沿着横截线，把PVC长条弯折成如右图所示的形状，做成一个三角斜架。把三角斜架用502胶水粘贴到小车车身前端上方正中间的位置，其中斜架低的一侧对着车身前端，并且距离前端边缘大约0.5cm。

把电池盒的短支架底面用502胶水粘贴在小车车身后端正中位置。把电池盒的长支架向下压，一直抵到车身前端上方的三角斜架上，继续往下压长支架，使得电池盒底部基本紧靠在电机的夹扣上方。这时，用502胶水把长支架与三角斜架按照这个角度粘贴在一起。把从拨动开关上引出的红色导线以及从电池盒上引出的黑色导线，分别焊接到电机的两根电极上。

8、车轮

把作为车轮的大皮带滑轮安装到前后车轴的两端。把作为车胎的橡胶圈套到皮带滑轮边缘的凹槽里，小车的4个车轮就都组装完成了，这样整个小车的雏形也就出来了。

 

9、防撞梁

选取横截面为25mm×15mm的PVC线槽，把方槽部分裁切出长3cm的一段，剪两片如左图所示形状的防撞梁结构。用502胶水把两个防撞梁粘贴到长支架前端，注意要让左、右两个防撞梁对接吻合，也就是使得它们之间接合的缝隙尽可能小。

10、外壳
取横截面为25mm×15mm的PVC线槽，裁切出两根长2.5cm的方槽。把方槽的一个侧边（带轨道）剪掉，并把底面剪成梯形，其中梯形的上底长1.5cm，位于被剪掉的侧边上；下底长2.5cm，位于还带有轨道的侧边上。这样剪裁就得到两个外壳。另外再裁切一条长5cm、宽1cm左右的PVC长条，作为外壳支架。把外壳支架用502胶水粘贴在位于电池盒长支架下方的小车车身的顶上，要求外壳支架横向放置并且位于车身的中心位置。最后把两个外壳粘贴在外壳支架两侧，其中外壳上带轨道的侧边朝下并位于小车车身侧面，外壳略微向后倾斜并把车身两侧的同步传动皮带遮住。这样外壳既美观，同时也可以保护传动皮带。

11、尾翼
选用横截面为25mm×15mm的PVC线槽，裁切出一段长6cm带轨道的侧边，并且两端剪成梯形，这将作为小车的尾翼。从PVC线槽的凹槽上剪下一段长2.5cm的L形结构，其中两个侧边宽0.8cm，并且在其中一个侧边上距离边缘0.8cm的位置钻一个直径2mm的小孔，这样就做好了尾翼的支架。把M2×6mm的平头螺丝从电池盒上的正极电极上（引出红色导线）的小孔穿出，然后再把尾翼支架对着上面的小孔扣到螺丝上，最后再拧上螺母并拧紧。

提示：电池盒上引出导线的金属电极可能会突起来，假如直接把尾翼支架扣到电池盒上，会被金属电极抵住而放不平，这时可以在尾翼支架上剪开一个口子，让支架与金属电极错开（如中图所示）。

用502胶水把尾翼粘贴到尾翼支架上。

把两片M3的红色垫片用502胶水粘贴在电池盒前端的两个电极的位置上。这样整个机器小车就完工了。

四、调试与完善

装上电池，打开拨动开关，车轮应该可以高速转动起来，把小车放到地上，小车就会快速跑开了。由于使用了两节电池，并且采用了两级皮带减速传动，当前小车应该马力充足，有着较强的爬坡能力，可以尝试把小车放到倾斜的坡面上行驶。

测试小车正常之后，轴承扣应该都刚好把车轴封在轴承槽里，这时把热熔胶滴在轴承扣与轨道之间接合的位置上，把轴承扣固定起来。

五、常见问题及解决方法

（1）假如电机不转，可能电路接错了，请检查电路连接，并留意是否存在接触不良的地方。

（2）假如小车是倒退的，说明电机转动的方向反了，这时把连接电机的两个电极的导线调换过来。  

（3）假如小车无法直线运动，走着就会偏离原有的方向，一般是前后轮车轴没有平行，要解决这个问题则需要调整小车底盘，具体见制作过程中“1.车身”的相关内容。

（4）假如车轮转得比较吃力，或者容易卡住，则可以尝试换新的电池，对比检查是不是电池的电量不够了；假如排除电池电量不够的情况，小车依旧走得比较慢，则可先拆除传动皮带，然后检查车轮空转时是否顺畅，可以调整轴承扣，确保车轴有足够的润滑程度。

（5）假如排除车轮安装不顺畅的情况，小车跑起来还是不够给力，容易卡住，则有可能是传动皮带绷得过紧，使得皮带轮容易卡住，这时可以把传动皮带逐个拆下来进行检查，看究竟是哪根传动皮带过紧了，调整该传动皮带两端的皮带轮之间的距离。

（6）假如小车的车轮容易打滑，则说明传动皮带有点松，导致摩擦力不足，这时可以检查是哪根传动皮带过松了，调整该传动皮带两端的皮带轮之间的距离。

提示：无论是传动皮带过松还是过紧的情况，需要调整对应皮带轮之间的距离，其实都是改变皮带轮对应的轴承槽的位置，具体见制作过程中“1.车身”的相关内容。