自行車的電動比例助力系統(tǒng)改裝-開題報告

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XX 工 學 院畢業(yè)設計( 論文)開題報告學 生 姓 名： 學 號：專 業(yè)： 機械設計及其自動化設計(論文) 題目： 自行車的電動比例助力系統(tǒng)改裝指 導 教 師:20xx 年 3 月 8 日1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000 字左右的文獻綜述文獻綜述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,其結構與普通自行車相仿,也可在普通基礎上改裝,不需要電池等外界能源,依靠自行車自身能量的轉換實現(xiàn)助力功能。自行車以腳踏為源動力,在行車同時帶動發(fā)電機發(fā)電,最終供電給電動機起助力作用。隨著經濟的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展日漸被人們所重視,依靠科技的進步,電動自行車以其“清潔、環(huán)保、便捷”等優(yōu)點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使用。該車設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換成電能,然后提供給電機使用并和腳踏一起提供動力帶動車輪轉動。電機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構,還可省去電池的生產成本,減少充電的使用時間和費用。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,其產品的技術和質量水平也都有了很大的進步和提升,消費者對電動自行車的認可度也在逐步提高。但目前電動車市場上產品仍然存在著結構單一,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,但實質問題仍沒有得到有效解決,目前使用的鋰電池新產品,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 結束語自發(fā)電式助力自行車利用腳踏發(fā)電,以供電動機使用,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成本和充電費用 ,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,認為對自行車產業(yè)的發(fā)展不失是提出了一個好的建議。參考文獻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)學院學術研究 2 蔡永健.淺談電動自行車續(xù)行時間短的原因[J].電動自行車 機械出版社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)字式應力傳感器的設計與實現(xiàn)8 丁青 胡國風 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化為電信號床送給控制器，控制器分析比較后指示電機輸出相匹配的功率。1.4 選材直流電機，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的轉速調整后，用騎車人蹬車時的動力控制電動機的轉速，使電動機帶動自行車后輪的轉動速度等于或大于騎車人所能驅動自行車后輪的轉動速度；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處的前方） ；C、改裝時增加的直流電動機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適應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動；D、改裝時增加一個與小輪車鏈條從動輪內部結構（棘輪構造）相同的但外周為齒輪狀的新增從動輪，安裝在后輪左側且與后輪同軸心；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動的固定自行車左側中軸與后軸連結架的上方或下方位置，一端與電動機減速輸出端連結，另一端與新增從動輪相吻合轉動；F、改裝時增加一個檢測騎車人驅動自行車后輪轉動速度的檢測輪，該輪與鏈條或鏈條主動輪、從動輪其中之一相吻合轉動；G、改裝時增加的電子調速器的控制電位器轉動軸上加裝齒輪，該齒輪的轉動是經檢測輪，離心裝置、被動連桿、恢復彈簧、調節(jié)螺桿共同實現(xiàn)的，并組成一個相互連結的整體，安裝在接近鏈條的位置，而利于檢測輪的受外力轉動。1.6 改造后優(yōu)點自發(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品,經過改造試騎后,認為有以下幾個優(yōu)點:(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 電動車電機對無刷電機而言，根據電機是否具有位置傳感器，又分為有位置傳感器無刷電機和無位置傳感器無刷電機。對電機(7張)于無位置傳感器的無刷電機，必須要先將車用腳蹬起來，等電機具有一定的旋轉速度以后，控制器才能識別到無刷電機的相位，然后控制器才能對電機供電。由于無位置傳感器無刷電機不能實現(xiàn)零速度啟動，所以在2000年以后生產的電動車上用得較少。目前電動車行業(yè)內使用的無刷電機，普遍采用有位置傳感器無刷電機。旋轉180°，線圈不動，霍耳元件感應到S極磁場，此時P1與R2截止，P2與R1導通，可以看到電流i’從電池正極經過R1、線圈、P2流到電池負極。通電線圈中的A點的電流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，一樣產生向逆時針方向的旋轉力矩。電動車用無刷電機的磁鋼數(shù)量比較多，線圈一般有3組，每組線圈都有相應的霍耳元件(3相線圈有3個霍耳元件)，這樣電機旋轉時就更平穩(wěn)，效率更高。當磁鋼旋轉時，霍耳元件感應到磁場方向變化后給出相應控制信號，無刷控制器根據此信號控制著上3路與下3路功率管的導通與截止。有刷電機、無刷電機的比較有刷電機與無刷電機的通電原理上的區(qū)別：有刷電機是由炭刷與換向器進行機械換向，無刷電機是靠霍耳元件感應信號由控制器完成電子換向。有刷電機和無刷電機的通電原理不一樣，其內部結構也不一樣。對輪轂式電機而言，電機力矩的輸出方式（是否經過齒輪減速機構減速）不一樣，其機械結構也不一樣。1、常見高速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速有刷電機心、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屬于內轉子電機。2、常見低速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由炭刷、換相器、電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。3、常見高速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速無刷電機心、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屬于內轉子電機。4、常見低速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。