组装焊接：两轮小车组装过程

Tutorial: 卓越工程师 Category: 嵌入式 Published: 2026-10-23 11:05:29 Views: 1 Likes: 0 Comments: 0

304.组装焊接：两轮小车组装过程

一、完整组装流程概览

第 304 节是一段约 22 分 12 秒的两轮小车完整组装视频。原始笔记和配套转录只记录到约 5 分 12 秒，遗漏了后面约 17 分钟的底盘、万向轮、车轮、L298N、舵机支架和 ESP32-CAM 安装过程。本篇在纠正转录错误的同时，根据完整视频补齐这些步骤。

本节没有程序源码。视频只完成焊接、机械安装、部分电源/电机接线和热熔胶固定，没有展示 ESP32-CAM 与 L298N 的 GPIO 控制线、舵机控制线、主控供电线全部接好，也没有通电、车轮转向、舵机或摄像头测试。因此，结尾画面是机械组装中的阶段性成品，不是已经通过功能验收的整车。

1.1 视频实际顺序

以下时间为按完整视频核对后的近似范围：

时间画面中的主要操作与前面分节的关系
00:00～02:25把双节电池盒的红色正极线串入船形电源开关，完成两端焊接并用热熔胶加固汇总第 297～299 节
02:25～05:12为两台黄色减速电机准备红、黑引线，穿绕端子、焊接并用热熔胶做应力释放汇总第 300～302 节
05:12～09:50用配套螺钉、螺母和固定件把两台电机装到底盘两侧原笔记完全遗漏
09:50～12:40组装并固定小型万向轮，随后把两个黄色车轮压装到电机输出轴原笔记完全遗漏
12:40～17:20装入两节电芯，摆放电池盒和 L298N，把两台电机及电池回路接入螺丝端子，并把开关装入底盘开孔原笔记完全遗漏
17:20～19:20组装 SG90 舵机与透明摄像头支架，并把组件放到底盘前端原笔记完全遗漏
19:20～22:12用热熔胶固定电池盒、L298N、开关/前端支架及 ESP32-CAM与第 303 节内容衔接

这里所说的“两轮小车”是指两只由电机驱动的主车轮。底盘下方还有一个不主动驱动的万向轮，用来形成第三个支撑点并随车体转向。

1.2 原转录中的关键错误

原转录/原笔记正确理解
“将正极和电源线藏在一起”画面是把剥开的红线穿过端子并缠绕/绕紧，不是“藏起来”
“拨码开关”实物是带 I/O 标记的船形翘板开关，不是多位拨码开关
“E 档为 ON”画面标记是大写字母 I，不是 E；I 表示接通，O 表示断开
“穿入电源按钮负极/附体”开关本身没有固定的“负极”；这里是把第二根红色导线穿入开关的另一个焊片端子
“电极线”“电极”结合画面应为电机线、电机
“用胶枪将电机固定在指定位置”05:03 附近的胶是加固电机尾部焊点和线根；电机装到底盘依靠后续螺钉与固定件

二、电池盒与电源开关

2.1 开关应串联在正极回路中

视频中的连接关系是：电池盒红色正极线接开关一个端子，再从开关另一个端子引出一根红线，后面接到 L298N 的电机电源正端。电池盒黑色负极线不经过这个单刀开关，直接接到 L298N 的 GND。

电池盒正极（红）── 船形开关 ── 红色引线 ──> L298N 的 VS/+12V 电源正端
电池盒负极（黑）─────────────────────────> L298N 的 GND

开关只是把串联的正极回路接通或断开，本身没有“正极端子”和“负极端子”。对于视频这种简单两端开关，两只焊片在电路功能上只是串联通路的两端；不能把其中一端叫作“按钮负极”。

视频正面可见 I 与 O：I 表示接通，O 表示断开。原转录把 I 识别成了 E。这是开关状态符号，不是让学习者按英文字母外形猜接线；焊好后仍应在电池取出的状态下用万用表通断档实测两个端子。IEC 60417/ISO 7000 图形符号预览

2.2 正确的焊接顺序

  1. 取出电池，确认电池盒完全无电；不能只把开关拨到 O 就开始焊接。
  2. 给红色正极线和另一根红色引线剥出适量铜丝，检查没有被切断的散股。
  3. 把第一根红线穿入开关一个焊片的小孔并弯绕，使导线在焊锡加入前已经有基本机械固定。
  4. 加热焊片与铜线的连接处，让焊锡润湿两者，而不是只在外面堆一个锡球。
  5. 让焊点自然冷却，再用同样方法把第二根红线接到另一个焊片。
  6. 检查两个焊点没有连在一起、裸铜没有外露过长，轻拉线皮确认端子不松动。
  7. 用万用表验证 I 档导通、O 档断开，再做绝缘和应力释放。

热熔胶只能在合格焊点外承担部分拉力，不能把虚焊变成可靠连接，也不能代替额定电流足够的开关。胶不能灌入翘板活动机构，后续把开关卡入底盘开孔时，应让外壳而不是焊片承受按动力。

2.3 焊接安全

  • 烙铁头、焊片和刚凝固的焊锡都可能烫伤；不用烙铁时立即放回稳定支架，不要横放在桌面。
  • 焊接松香类助焊剂时保持通风，让头部避开烟雾上升路径；频繁作业应使用有效的局部抽烟装置。英国 HSE：Electronics soldering
  • 不要用甩动烙铁的方法清除焊锡。焊料成分不明时按可能含铅处理，操作后洗手再进食或触摸面部。
  • 开关线、电池线和电机线都应在断电状态下焊接；不要直接用电烙铁加热裸露的 18650 电芯。

三、两台电机的引线处理

3.1 剥线、穿绕与焊接

视频为两台黄色直流减速电机分别准备红、黑两根导线，剥开端部绝缘层，再把铜丝穿过电机尾部的焊片孔并弯绕，最后使用电烙铁焊牢。

推荐顺序如下：

  1. 根据底盘和 L298N 位置预留合适线长，避免太短而拉扯端子，也不要长到卷入车轮。
  2. 使用与线径匹配的剥线钳，只去掉连接所需的一小段绝缘层。
  3. 把散开的多股铜丝捻齐，分别穿入两个电机焊片孔；相邻端子的裸铜不能互相接触。
  4. 先弯绕形成机械连接，再焊接。焊接时不要长时间加热，以免损坏电机尾盖附近的塑料结构。
  5. 冷却后检查润湿、连锡、散丝和轻拉强度，再用热熔胶包住少量线皮并连接到电机尾部稳定位置，形成应力释放。

NASA 的线束工艺标准要求剥线后绝缘层不应被切伤、烧焦，导体也不应被刻伤或切断；焊锡浸润形成的刚化段还需要合适的应力释放。NASA-STD-8739.4A

3.2 剪刀不是首选剥线工具

视频说没有剥线钳时可用剪刀等工具替代，但剪刀容易切断部分铜丝，也可能打滑伤手。应优先使用尺寸匹配的剥线钳。

确需临时使用刀具时，必须先断电，刀刃背离手指，以多次浅切的方式划开绝缘层，不能一次剪到底。剥完后只要发现铜丝缺股、被刻出深痕或绝缘层破裂，就应剪掉受损部分重新处理。

3.3 “左正右负”不是电机永久极性

视频把电机尾部朝向镜头时，约定左焊片接红线、右焊片接黑线。这只是在当前观察方向下保持两台电机接线一致的装配约定，并不代表普通两线直流电机内部存在永久的正、负端。

直流电机的转向由两端电压极性决定；交换一台电机的两根线，转向就会反过来。两台电机装在底盘两侧后互为镜像，即使都按画面中的“左红右黑”焊接，也仍要在车轮架空时测试：若发出“前进”命令后两轮方向不一致，应在断电后交换相应电机通道的两根输出线，不能带电拔线或只靠颜色猜方向。

四、底盘、电机、万向轮和车轮

4.1 安装两台减速电机

从约 05:12 开始，视频进入原笔记遗漏的底盘组装。两台黄色减速电机分别放在底盘两侧，通过配套固定件、螺钉和螺母夹紧，而不是依靠热熔胶把电机粘在底盘上。

安装时应注意：

  • 两台电机的输出轴都朝向底盘外侧，车轮装上后不会擦到底盘边缘。
  • 电机外壳贴合固定位置，左右高度和前后位置尽量一致，否则小车可能跑偏或底盘倾斜。
  • 先把全部螺钉穿入并用手预紧，确认孔位没有错位后，再交替逐步拧紧；不要在只有一颗螺钉定位时强行扭正电机。
  • 螺母应紧到电机不晃动为止，但不能过度用力压裂底盘、压坏塑料减速箱或让板材明显变形。
  • 红、黑引线朝向底盘内部并留有松弛量，不能夹在固定件下，也不能贴住输出轴。

视频装完一侧后再装另一侧。完成后应从底面和侧面检查两台电机是否平行、输出轴是否同高，以及所有螺母是否已经装上；不能只看顶面就认定固定合格。

4.2 组装并固定万向轮

视频接着组装小型万向轮总成，并用配套紧固件把它安装到底盘前部下方。万向轮不负责驱动，它要能随车体运动自由改变方向，并与两个主车轮共同支撑底盘。

  • 先确认轮子能在支架内自由滚动，转向结构也不会被螺钉、垫片或底盘边缘卡住。
  • 按实际孔距选择匹配孔位，不要为了对孔而斜拧螺钉。
  • 紧固后把底盘放在平面上，三个支撑点应同时接触桌面；若底盘摇晃，应检查万向轮高度、螺钉位置和两台电机安装是否一致。
  • 让万向轮完整转动一圈，确认没有碰到电机线、开关线或底盘开槽。

4.3 压装两个主车轮

黄色轮毂中心孔要与减速电机输出轴的形状对正，再沿轴向均匀压入。不要斜着硬按、敲击轮毂或以车轮作杠杆扳动输出轴，这些动作可能使塑料孔变形或损伤减速箱。

装好以后逐个转动车轮，检查轮胎不蹭底盘、左右摆动不过大，输出轴也没有被压得过紧。两只车轮应安装到相近深度，但要保留足够间隙，不能让轮毂侧面贴死电机壳或底盘。

五、L298N、电池回路和电机接线

5.1 视频中接入 L298N 的线路

视频在约 12:40 后把电池盒和 L298N 放到底盘上，随后用螺丝刀把两台电机线与电池回路线压入蓝色螺丝端子。其功能关系如下：

一侧电机的两根线 ──> L298N 的 OUT1、OUT2
另一侧电机的两根线 ──> L298N 的 OUT3、OUT4

电池盒正极 ──> 船形开关 ──> L298N 的 VS/+12V
电池盒负极 ─────────────────> L298N 的 GND

模块端子旁常把电机电源正端印成 +12V，这通常是端子名称，不表示这里必须精确输入 12 V。允许电压、板载 5 V 稳压跳帽的使用条件和电机额定电压都应按手中模块及电机规格核对，不能仅凭丝印选电源。L298N 是双全桥电机驱动器，两个输出通道分别控制两侧电机。ST L298 数据手册

5.2 螺丝端子的正确处理

  1. 在电池取出、开关处于 O 的情况下接线。
  2. 只剥出能完全进入金属夹持区的长度，把多股铜丝捻齐；不能让散丝从端子侧面伸出。
  3. 先逆时针松开端子到能够插入导线，不要把螺钉完全退出。
  4. 导线插到底后再拧紧，夹住的是裸铜而不是绝缘皮。
  5. 每接完一根线，轻拉线皮确认没有滑出，并检查相邻端子之间没有裸铜丝搭接。
  6. 所有线接好后整理走向，使导线远离轮胎、万向轮、舵机活动范围和 L298N 散热片。

视频中先装入了两节电芯再处理 L298N 端子，这增加了误短路风险。更安全的复现方式是始终把电芯取出，全部接线和机械检查完成后再装入。Panasonic 的锂离子电池资料要求设备结构防止短路和反装，并让电池包远离热源；这是通用安全原则，不代表画面中的电芯品牌。Panasonic Lithium Ion Batteries Handbook

双节电池盒可能串联，也可能并联，视频没有展示内部连接，不能仅凭“两节”推断输出电压。装入电芯前应核对同一型号、状态和极性标记；装好后先用万用表测量电池盒输出的极性与电压，再考虑接入驱动板。破皮、变形、漏液或异常发热的电芯不得继续使用。

5.3 本节没有完成主控接线

结尾虽然把 ESP32-CAM 固定到了支架上，但画面没有把下列线路全部接好：

  • ESP32-CAM 到 L298N IN1～IN4 的方向控制线；
  • ESP32-CAM、L298N 与舵机之间的公共地；
  • 符合规格的 ESP32-CAM 和 SG90 供电；
  • SG90 的控制信号线；
  • USB 转串口器的下载连接。

因此，不能按照最终外观直接上电。具体引脚和供电条件应回到第 294、296 节接线图核对；尤其不能把电池盒电压直接接到 ESP32-CAM GPIO，也不能把 L298N 的电机输出端误当作主控电源端。

六、SG90 舵机、透明支架和 ESP32-CAM

6.1 组装舵机支架

视频约 17:20 开始处理 SG90 和透明支架：先把透明部件、舵盘/连接件和小螺钉组合，再把组件放到底盘前端。安装要点如下：

  • 先无胶试装，确认支架孔位、舵盘和舵机输出轴匹配；不同套件的零件形状可能不同，不能照着外观强行锁紧。
  • 螺钉应垂直进入，交替轻拧；透明板件容易因偏斜受力或过度拧紧而开裂。
  • 胶和螺钉只能固定舵机外壳、底座或静止连接处，不能进入输出轴、舵盘齿槽、齿轮箱接缝和活动间隙。
  • 视频没有展示舵机电气归中。若支架的正前方由舵盘角度决定，应按手中舵机的安全行程先校准中位，再最终锁紧；不要用手强扭舵机输出轴。
  • TowerPro 普通 SG90 官方页面标注工作电压为 4.8 V。舵机电源与 ESP32 的 3.3 V 控制信号不是同一个概念，实际供电必须符合所用舵机规格并保证公共地。TowerPro SG90 Analog

6.2 固定 ESP32-CAM

视频最后把 ESP32-CAM 竖直放到透明支架上，并用热熔胶固定板卡与支架的接触边缘。此时应同时保护摄像头、接口和无线天线：

  • 镜头应朝向车体前方，视野不能被透明板、胶块或底盘边缘遮挡。
  • 避开镜头、摄像头软排线及插座、两侧排针、microSD 卡槽和板载元件，不能把整块板灌封。
  • 胶枪喷嘴和熔胶温度很高，不能长时间贴住 PCB、舵机塑料外壳或摄像头排线座。
  • 板载 PCB 天线端应尽量远离电池、L298N 散热片、大束导线和其他金属结构，并在完成整机后实测 Wi-Fi 通信距离与视频稳定性。Espressif ESP32 PCB 版图布局指南

七、最终固定与验收

7.1 热熔胶固定的位置

视频末段依次在电池盒、L298N、开关/前端支架和 ESP32-CAM 附近施胶。复现时不应把“视频用了热熔胶”理解成所有位置都可随意灌胶：

部件可固定的位置必须避开的位置
电池盒外壳与底盘的接触边缘电芯、弹簧触点、正负极端子和电池拆装通道
L298NPCB 无器件的边缘或合适支撑点散热片、芯片、跳帽、螺丝端子和板底裸焊点
船形开关开关外壳与底盘开孔接触处翘板活动机构、焊片间隙和导电部位
SG90/透明支架舵机外壳、底座的静止接触处输出轴、齿轮箱接缝和支架转动空间
ESP32-CAM支架与板卡允许承力的边缘镜头、排线、排针、microSD 卡槽、天线和板载元件

普通热熔胶受热可能软化，L298N 和电机运行时又可能升温。长期使用或振动明显时，应优先利用安装孔、螺柱和螺钉承担结构载荷，热熔胶只作辅助。胶枪使用前要按其说明预热，施胶面保持清洁、干燥；喷嘴和熔胶都有烫伤风险。Bosch AdvancedGlue 18V 工作说明

7.2 冷却后的机械检查

  1. 等所有胶体完全冷却，再轻推各模块，确认没有晃动、脱胶或 PCB 被顶弯。
  2. 检查所有电机、万向轮和支架螺钉，确认螺母齐全且没有松动。
  3. 架空底盘，分别转动两个车轮，确认轮胎、轮毂和电机轴周围无摩擦。
  4. 让万向轮自由滚动和转向，确认它不会勾住导线。
  5. 检查开关能在 I/O 两档正常拨动，外壳不跟随翘板移动。
  6. 检查电池仍能安全拆装，L298N 端子、跳帽和散热片仍可操作。
  7. 检查摄像头镜头无遮挡，排针和排线没有被胶封死，支架转动路径没有碰撞。

7.3 首次上电顺序

本节视频没有做上电测试，实际制作时至少应完成：

  1. 保持开关在 O，用万用表确认电池盒极性、输出电压和电源端没有明显短路。
  2. 逐根核对 L298N 电源端、两路电机输出、使能跳帽、主控电源、公共地和控制线。
  3. 把车轮架空，准备随时关闭开关；先观察静态电流、电压和有无异常发热、异味。
  4. 单独测试两侧电机。若“前进”时方向不一致，断电后交换相应通道的两根电机线。
  5. 让舵机从中位附近做小角度测试，确认没有撞限位、持续抖动或堵转，再逐步扩大范围。
  6. 最后测试 ESP32-CAM 启动、Wi-Fi 与视频画面，确认电机动作时主控不会因电源压降反复复位。

发现电芯、驱动板、稳压器、舵机或导线异常发热，出现冒烟、异味、胶体软化、车轮卡死或主控反复重启时，应立即断电并取出电池排查。

核对依据

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