纯玩向：用 UG+3D 打印自制一把 N20 迷你电批，总成本不到 15 块

前言

最近手头闲得慌，总想做点小玩意儿打发时间。翻了翻零件盒，躺着几颗闲置的旧 18650 电池，刷购物软件又看到了几块钱的 N20 减速电机，一拍脑袋 —— 干脆自己做个迷你电批吧。

本来就是纯玩性质，没追求什么工业级精度、大扭矩，也没想着替代市售成品。目标很简单：能拧拧 3D 打印件的 M3/M4 螺丝、拆拆小电器外壳就行，主打一个低成本 + 从零到一的动手乐趣。从 UG 建模到 3D 打印外壳，再到焊接组装，前后花了几天，成品虽然朴素，但用着是真的顺手。

这篇文章就记录一下完整的制作过程，给同样喜欢瞎折腾的朋友做个参考。

1. 方案选型：怎么便宜怎么来

既然是玩票，核心原则就是 “能用就行，成本最低”，不搞复杂结构，尽量减少机加工零件，全部用现成模块 + 3D 打印解决。

核心部件选择思路

动力核心：N20 减速电机 选了最常见的 N20 金属齿轮减速电机，转速选的 300 转 / 分钟左右的版本，扭矩对付塑料螺丝和小金属螺丝完全够用，价格只要 6.25 元，坏了也不心疼。电压 3.7V，刚好匹配单节 18650，不用额外做升降压电路，省了很多麻烦。
供电方案：单节 18650 电池 用的是手里拆旧设备剩下的 18650，算 0 成本。单节 3.7V 直驱电机，结构最简单，重量也轻，做出来的电批不会头重脚轻。
充电管理：Type-C 充保二合一板 一块钱出头的模块，集成了锂电池充电管理和过充过放保护，Type-C 接口充电，不用自己搭充电电路，焊上就能用，对新手极其友好，也符合现在的使用习惯。
控制开关：微动开关 ×2 用两个微动开关分别控制正转和反转，按下去就转，松手就停，不用做自锁机构，操作逻辑简单。侧面一左一右布置，拇指按正转，食指按反转，习惯之后非常顺手。
传动连接：铜质联轴器 没有做复杂的输出轴和轴承结构，直接用一个铜联轴器把电机轴和批头杆连起来，结构最简单，同心度也够用。3mm 电机轴转 4mm 批头杆，刚好有现成的联轴器，3 块钱搞定。

整体方案总结

没有机械离合、没有多档调速、没有复杂壳体，就是 “电池→开关→电机→联轴器→批头” 的极简结构。优点是制作简单、成本极低、故障率低；缺点是扭矩不可调、全靠手控，适合轻度使用。

2. UG 三维设计：从零件到装配

作为一个习惯用 UG 的人，建模直接上 NX，思路是自上而下设计：先定好所有标准件的尺寸和位置，再画外壳把它们包起来。

整体布局

采用直柄式结构，前后纵向布局：

前端：N20 电机 + 联轴器 + 批头杆
中段手柄：单节 18650 电池横置
尾部：Type-C 充保板
侧面：两枚微动开关，对应拇指和食指位置

整体长度和一支普通签字笔差不多，握持手感接近小号螺丝刀，适合单手操作。壳体分成上下两半，用 4 颗 M2 螺丝锁紧，拆卸维修也方便。

关键设计细节

电机固定座 前端做了一个和 N20 电机外形匹配的凹槽，公差留了 0.1mm 的紧配合，打印出来直接把电机压进去，再点一点 502 就非常牢固。特意在电机周围留了一点散热间隙，虽然 N20 发热不大，但有总比没有好。
电池仓与走线槽 电池仓内径比 18650 标称尺寸大了 0.3mm，方便塞取电池。仓壁内侧挖了 1mm 深的走线槽，避免合壳的时候导线被挤住 —— 第一次建模的时候忘了留，结果合壳时线堆在一起盖不上，算是踩了个小坑。
批头座与同心度 前端外壳做了一个 4mm 的导向孔，给批头杆做径向支撑，减少联轴器的径向跳动。批头直接用标准 4mm 六角批头，插进联轴器里靠顶丝固定，换批头用内六角拧一下就行，虽然不如快换方便，但胜在结构简单。
壳体与装配优化 上下壳做了定位销 + 定位孔的配合，合壳的时候不会错位。壁厚统一 1.2mm，对应 3D 打印 3 层壁厚，强度足够还不费耗材。螺丝孔做了沉孔设计，螺丝拧进去和外壳齐平，不硌手。
3D 打印适配考虑 所有垂直面都做了 0.5° 的拔模斜度，方便脱模；没有大的悬空结构，基本不需要加支撑，打印成功率高；细小的孔位都留了余量，打印出来用丝锥攻一下或者用钻头扩一下就行。

建模完成后特意在 UG 里做了干涉检查，确认所有零件、导线都不会打架，导出 STP 文件去打印。

3. 3D 打印：打印与后处理

耗材与参数

为了方便打印，用的是普通的 PLA 耗材，毕竟就是室内常温用，不需要耐高温，PLA 便宜还好打印。

层高：0.2mm
壁厚：1.2mm（3 层）
填充率：20%，网格填充
打印温度：200℃，热床 60℃
支撑：基本不需要，只有开关安装槽的小地方有一点点悬垂，直接打也没问题

打印取向与注意事项

上下两半壳都平放在热床上打印，层纹方向和握持受力方向垂直，壳体强度更好
电机座孔位的方向要和打印方向垂直，避免孔内壁层纹导致电机塞不进去
第一次打印一定要先试装关键零件！我第一次打电机座就把尺寸标小了 0.2mm，电机死活塞不进去，后来用钻头扩了半天，第二版改了尺寸才完美适配

后处理

去掉表面的毛边和拉丝，用砂纸稍微打磨一下合模面，保证贴合平整
M2 螺丝孔用 M2 丝锥攻一遍牙，虽然 PLA 可以直接自攻，但攻丝后更耐用，反复拆装也不会滑牙
开关安装槽如果有点紧，用美工刀修一下就行，不用太追求完美，微动开关卡紧不掉就行

4. 组装调试：接线与合体

组装没什么难度，都是简单的焊接和拼装，一个小时就能搞定。

组装步骤

动力部分预装 把 N20 电机压进前壳的电机座里，点一点 502 加固。然后把联轴器套在电机轴上，不用锁紧顶丝，先套上就行。批头杆插进联轴器另一端，穿过前端的导向孔，调整好位置后，锁紧两端的顶丝。
电路焊接 电路非常简单，总共就四根线：
- 电池正负极接到充保二合一板的电池端
- 两个微动开关交叉反接，一个正接一个反接，实现正反转控制
- 开关输出端接到电机的两个引脚这里要注意，焊线的时候尽量把焊点做小，避免凸出来顶壳体。焊完最好用热缩管包一下，防止短路。
内部固定 把两枚微动开关卡进壳体侧面的槽里，点一点热熔胶固定。Type-C 充电板用热熔胶粘在尾部的槽位上，对齐外壳的 Type-C 开孔。电池塞进电池仓，理好导线，全部塞进走线槽里，避免合壳时被挤压。
合壳测试 先不拧螺丝，把上下壳扣上，按一下开关测试正反转是否正常，有没有卡顿、异响。确认没问题后，拧上 4 颗 M2 螺丝，组装就完成了。

调试踩坑

第一次装完通电，发现转动的时候有点抖，噪音也大。检查了一下是联轴器不同心，电机轴和批头杆有点歪。松开顶丝重新调整了一下轴的位置，尽量对齐，再锁紧之后就顺滑多了。毕竟是低成本方案，不可能做到完全无震，但日常使用完全接受。

5. 实际使用：效果怎么样

性能表现

拧 3D 打印件的 M3/M4 塑料螺丝非常轻松，随手拧到底不费劲
拧小电器的金属螺丝也没问题，稍微用点力就能拧紧，对付 M3 以下的金属螺丝毫无压力
扭矩全靠手指控制开关时间，熟悉之后很好把控，不容易滑牙
空转噪音不大，比很多便宜的成品电批还安静一点，毕竟是金属齿轮减速

续航与充电

旧 18650 容量不算高，但这种小电机功耗很低，平时偶尔用用，充一次能用大半个月。Type-C 充电很方便，随便插个手机充电器就能充，充满了板子会自动停，不用盯着。

缺点与不足

毕竟是十几块钱的纯玩作品，缺点也很明显：

没有扭矩调节，拧太紧容易滑牙，需要自己控制手感
批头更换要拧顶丝，不如快换方便
单手握持重心稍微有点靠前，用久了有点累
PLA 壳体不耐摔也不耐高温，不能扔工具箱里乱造

但对我来说完全够用，本来就是做来玩的，平时拆个小物件、拧个打印件，绰绰有余。

6. 成本核算：十几块钱的快乐

算了一下，除去手里现成的旧电池，全部物料加起来不到 13 块钱，比一杯奶茶还便宜。

表格

部件	规格	数量	单价	小计
N20 减速电机	3.7V 300 转	1	6.25 元	6.25 元
Type-C 充保二合一板	单节锂电	1	1.1 元	1.1 元
微动开关	轻触式	2	1 元 / 个	2 元
铜联轴器	3mm 转 4mm	1	3 元	3 元
18650 电池	闲置旧电池	1	0 元	0 元
M2 螺丝、导线、热熔胶	耗材杂项	若干	约 1 元	约 1 元
合计	-	-	-	约 13.35 元