自行車的電動比例助力系統(tǒng)改裝-開題報告

XX 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計( 論文)開題報告學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號：專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計及其自動化設(shè)計(論文) 題目： 自行車的電動比例助力系統(tǒng)改裝指 導(dǎo) 教 師:20xx 年 3 月 8 日1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000 字左右的文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述1 引言介紹一種自發(fā)電式助力電動自行車的研發(fā)思路,其結(jié)構(gòu)與普通自行車相仿,也可在普通基礎(chǔ)上改裝,不需要電池等外界能源,依靠自行車自身能量的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)助力功能。自行車以腳踏為源動力,在行車同時帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,最終供電給電動機(jī)起助力作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展日漸被人們所重視,依靠科技的進(jìn)步,電動自行車以其“清潔、環(huán)保、便捷”等優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的親睞,贏得了廣泛的市場。2 課題研究意義以能量轉(zhuǎn)換的方式利用自行車自身的動能發(fā)電,以供車體上的電動機(jī)使用。該車設(shè)計的基本思路是騎行者在使用過程中須像普通自行車一樣蹬踏,充分利用腳踏的動能并將之轉(zhuǎn)換成電能,然后提供給電機(jī)使用并和腳踏一起提供動力帶動車輪轉(zhuǎn)動。電機(jī)所起的助力作用可使使用者省去大部分力,以滿足使用者快速輕便的使用要求。該思路不僅大大簡化了電動自行車的結(jié)構(gòu),還可省去電池的生產(chǎn)成本,減少充電的使用時間和費(fèi)用。其方便的使用性能和低廉的價格將更加適合廣大人群的使用,是真正環(huán)保意義上產(chǎn)品。3 我國電動自行車現(xiàn)狀我國電動車市場出現(xiàn)迅猛發(fā)展的勢頭,其產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量水平也都有了很大的進(jìn)步和提升,消費(fèi)者對電動自行車的認(rèn)可度也在逐步提高。但目前電動車市場上產(chǎn)品仍然存在著結(jié)構(gòu)單一,充電時間長,續(xù)航能力差等問題,再加上國家對電動自行車提出“限速令”。面對著機(jī)遇和挑戰(zhàn),多數(shù)廠家開始將目光投向研發(fā)輕小型電動自行車的思路上來,但實(shí)質(zhì)問題仍沒有得到有效解決,目前使用的鋰電池新產(chǎn)品,也因使用條件苛刻和成本大幅增加等因素沒能大量推廣,有些廠家采用增加電瓶數(shù)量的方法,雖然增大了騎行里程,但整車重量的增加又與輕小化相背離。4 我國電動自行車發(fā)展方向的思考國際市場上，很多國家（ 特別是歐美的一些國家） 要求電動自行車必須具有腳踏助力、無轉(zhuǎn)把的精確比例助力控制系統(tǒng)，而我國大多數(shù)電動車目前還無法滿足這個要求。6 結(jié)束語自發(fā)電式助力自行車?yán)媚_踏發(fā)電,以供電動機(jī)使用,打破了電動自行車要外界電源提供動力的傳統(tǒng)思維。雖然在使用過程中須使用者蹬踏,但其助力特性可使使用者省去大部分力;同時又省去了電池的生產(chǎn)成本和充電費(fèi)用 ,其較低的成本和方便使用的性能有可能更加符合廣大使用者的需求。因此,如果將這種自行車的助力理念加以凝練,認(rèn)為對自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不失是提出了一個好的建議。參考文獻(xiàn)1 龐立江.助力型電動箱式自行車研發(fā)思路J.石家莊理工職業(yè)學(xué)院學(xué)術(shù)研究 2 蔡永健.淺談電動自行車?yán)m(xù)行時間短的原因J.電動自行車 機(jī)械出版社3 陸金龍.電動自行車行業(yè)發(fā)展形勢分析J .電動自行車 機(jī)械出版社 4 陳軍 包建華 齊美星 我國電動自行車的研究現(xiàn)狀和發(fā)展展望 科技出版社5 朱紹文 孫曉民 電動助力車發(fā)展現(xiàn)狀分析 輕工機(jī)械出版社6 馬貴龍 智能型 智能雙控型電動自行車原理及使用分析 電器工業(yè)出版社7 丁宏 蔣洪濤 等 高精度數(shù)字式應(yīng)力傳感器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)8 丁青 胡國風(fēng) 電動自行車發(fā)展史 北京: 人民出版社9 李金川 趙瑞 肖興華 自行車比例助力研究 北京：機(jī)械工業(yè)出版社10 蘇偉，國際自行車電動比例助力系統(tǒng)發(fā)展前景2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）1 研究課題1.1 課題名稱自行車的電動比例助力系統(tǒng)改裝1.2 改造對象太子車1.3 比例助力系統(tǒng)概念用力矩傳感器將人力腳踏的腳踏力轉(zhuǎn)化為電信號床送給控制器，控制器分析比較后指示電機(jī)輸出相匹配的功率。1.4 選材直流電機(jī)，超越離合器 ，力矩傳感器，控制器, 電池1.5 改造方案A、改裝時增加的直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整后，用騎車人蹬車時的動力控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電動機(jī)帶動自行車后輪的轉(zhuǎn)動速度等于或大于騎車人所能驅(qū)動自行車后輪的轉(zhuǎn)動速度；B、改裝時增加的直流電源安裝在菒輪擋泥瓦的上方，保險叉前方的位置（無保險叉的指改車商標(biāo)處的前方） ；C、改裝時增加的直流電動機(jī)及減速部分為一個整體安裝在中軸之上或之下的位置，安裝在中軸之下時其形狀尺寸應(yīng)適應(yīng)放置在鏈條主動輪和左腳蹬之間的位置，不影響鏈條主動輪和左腳蹬的轉(zhuǎn)動；D、改裝時增加一個與小輪車鏈條從動輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)（棘輪構(gòu)造）相同的但外周為齒輪狀的新增從動輪，安裝在后輪左側(cè)且與后輪同軸心；E、改裝時增加一根傳動軸用外周加軸承或軸套的方式使其能軸向轉(zhuǎn)動的固定自行車左側(cè)中軸與后軸連結(jié)架的上方或下方位置，一端與電動機(jī)減速輸出端連結(jié)，另一端與新增從動輪相吻合轉(zhuǎn)動；F、改裝時增加一個檢測騎車人驅(qū)動自行車后輪轉(zhuǎn)動速度的檢測輪，該輪與鏈條或鏈條主動輪、從動輪其中之一相吻合轉(zhuǎn)動；G、改裝時增加的電子調(diào)速器的控制電位器轉(zhuǎn)動軸上加裝齒輪，該齒輪的轉(zhuǎn)動是經(jīng)檢測輪，離心裝置、被動連桿、恢復(fù)彈簧、調(diào)節(jié)螺桿共同實(shí)現(xiàn)的，并組成一個相互連結(jié)的整體，安裝在接近鏈條的位置，而利于檢測輪的受外力轉(zhuǎn)動。1.6 改造后優(yōu)點(diǎn)自發(fā)電式助力自行車是一種介于普通自行車與電動車之間的產(chǎn)品,經(jīng)過改造試騎后,認(rèn)為有以下幾個優(yōu)點(diǎn):(1)省力腳踏騎行時可用較少的力獲得較高的車速;(2)無需外接電源可省去電瓶,有效減輕整車重量,在普通自行車的基礎(chǔ)上增加的材料不多,降低了成本;(3)由于無需充電,減少了二次能源消耗;同時,避免了廢棄電瓶的污染。2 電動車電機(jī)對無刷電機(jī)而言，根據(jù)電機(jī)是否具有位置傳感器，又分為有位置傳感器無刷電機(jī)和無位置傳感器無刷電機(jī)。對電機(jī)(7張)于無位置傳感器的無刷電機(jī)，必須要先將車用腳蹬起來，等電機(jī)具有一定的旋轉(zhuǎn)速度以后，控制器才能識別到無刷電機(jī)的相位，然后控制器才能對電機(jī)供電。由于無位置傳感器無刷電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)零速度啟動，所以在2000年以后生產(chǎn)的電動車上用得較少。目前電動車行業(yè)內(nèi)使用的無刷電機(jī)，普遍采用有位置傳感器無刷電機(jī)。旋轉(zhuǎn)180°，線圈不動，霍耳元件感應(yīng)到S極磁場，此時P1與R2截止，P2與R1導(dǎo)通，可以看到電流i從電池正極經(jīng)過R1、線圈、P2流到電池負(fù)極。通電線圈中的A點(diǎn)的電流i方向是指向接線頭的方向（矢量方向與i矢量方向相反），磁鋼受到線圈的反作用力，一樣產(chǎn)生向逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩。電動車用無刷電機(jī)的磁鋼數(shù)量比較多，線圈一般有3組，每組線圈都有相應(yīng)的霍耳元件(3相線圈有3個霍耳元件)，這樣電機(jī)旋轉(zhuǎn)時就更平穩(wěn)，效率更高。當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)時，霍耳元件感應(yīng)到磁場方向變化后給出相應(yīng)控制信號，無刷控制器根據(jù)此信號控制著上3路與下3路功率管的導(dǎo)通與截止。有刷電機(jī)、無刷電機(jī)的比較有刷電機(jī)與無刷電機(jī)的通電原理上的區(qū)別：有刷電機(jī)是由炭刷與換向器進(jìn)行機(jī)械換向，無刷電機(jī)是靠霍耳元件感應(yīng)信號由控制器完成電子換向。有刷電機(jī)和無刷電機(jī)的通電原理不一樣，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不一樣。對輪轂式電機(jī)而言，電機(jī)力矩的輸出方式（是否經(jīng)過齒輪減速機(jī)構(gòu)減速）不一樣，其機(jī)械結(jié)構(gòu)也不一樣。1、常見高速有刷電機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機(jī)由內(nèi)置高速有刷電機(jī)心、減速齒輪組、超越離合器、輪轂端蓋等部件組成。高速有刷有齒輪轂式電機(jī)屬于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)。2、常見低速有刷電機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機(jī)由炭刷、換相器、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、電機(jī)軸、電機(jī)端蓋、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機(jī)屬于外轉(zhuǎn)子電機(jī)。3、常見高速無刷電機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機(jī)由內(nèi)置高速無刷電機(jī)心、行星摩擦滾子、超載離合器、輸出法蘭、端蓋、輪轂外殼等部件組成。高速無刷有齒輪轂電機(jī)屬于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)。4、常見低速無刷電機(jī)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。這種輪轂式電機(jī)由電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)定子、電機(jī)軸、電機(jī)端蓋、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機(jī)屬于外轉(zhuǎn)子電機(jī)。