太陽能電磁助力單車研究
研發設計
作者：王灝 康博元 楊培斌 段國飛 陳蜀喬
摘要：文章所述發明為一種低成本太陽能電磁助力單車，由單車購物籃太陽能蓋板、位置傳感器、電磁助力盤、後衣架太陽能電池板、助力永磁體、扭矩傳感器構成。該發明是一種性能優越、外觀小巧的助力裝置，結構極其簡單，極具市場前景，零排放，對自行車的普及使用具有極其重要的價值。
關鍵詞：太陽能；電磁助力單車；助力裝置；自行車；零排放 文獻標識碼：A
中圖分類號：U484 文章編號：1009-2374（2015）23-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.012
本發明是一種屬於載運工具技術領域的低成本太陽能電磁助力單車，性能上克服了現有機械液壓助力係統能耗比較高、管路結構非常複雜、各種控製油液的閥門數量繁多以及電動助力轉向係統中該係統隔離了人與路麵的直接聯係，使得路感信息匱乏、存在超調等缺陷，並且巧妙地運用電磁助力盤來實現轉向助力。低成本太陽能電磁助力單車是針對現今電動車費電、燃油車排廢氣而設計的，對環境保護具有重大的意義。
1 研究目標
通過電磁助力盤實現自行車騎行助力，自行車的機械結構沒有任何改變，能提高騎行者的樂趣。該自行車采用太陽能電池板供電，節省能源，節省自行車騎行者的體力，讓自行車的騎行變得輕鬆，避免了現有電動助力車電子部件較多、電機和蓄電池重量過大的缺點，助力係統重量極低，是一種性能優越、外觀小巧的助力裝置，結構極其簡單，提高了可靠性，降低了製造成本，實現了輕便、節能、響應迅速的目標，兼具多種優點。
2 未來前景
目前對環境最友好的交通工具就是自行車，但是自行車卻限於騎行者的體力，如何以最小的改變來節省自行車騎行者的體力，讓自行車的騎行變成一種輕鬆快樂的行為，這就需要一種性能優越小巧的助力裝置。
本發明采用電磁助力盤實現自行車騎行助力，由於本發明沒有采用電動機，因而無需通過控製程序控製電動助力係統，這就完全消除超調，自行車的機械結構沒有任何改變，助力係統也不會改變騎行者的感覺，提高了騎行者的樂趣；本發明采用太陽能電池板供電，節省能源，刹車時，將機械能轉化為電能，實現自動回饋電能，節省自行車騎行者的體力，避免了現有電動助力車重量過大的缺點，助力係統重量極低，是一種性能優越小巧的助力裝置，結構極其簡單，提高了可靠性，降低了製造成本。該發明實現了輕便、節能、響應迅速的目標，兼具多種優點，改變了現有電動自行車的缺點，極具市場前景，對保護環境具有重大的意義，對自行車的普及使用具有極其重要的價值。
3 工作原理和方案
1.刹車把；2.太陽能電池板；3.踏板；4.位置傳感器；5.電磁助力裝置；6.太陽能電池板；7.蓄電池；8.助力永磁體；9.輪胎；10.輻板外沿；11.後上叉；12.線路；13.輻板孔；14.電控板
電磁助力盤5由一對左右助力電磁鐵、對應的助力電磁鐵線圈及刹車皮組成，電磁鐵為U形電磁鐵，該電磁鐵采用矽鋼片等具有退磁特性的材料，電磁助力盤設置外殼，助力電磁鐵線圈纏繞在U形電磁鐵中央腰部，自行車刹車皮設置燕尾槽，可安裝固定於U電磁鐵兩端頭部位，整個電磁助力盤5安裝在原刹車皮位置，取代原刹車皮，左右電磁助力盤5固定於自行車的刹把閘上，刹把閘安裝於自行車的後上叉11上，電磁鐵線圈供電線與刹車線歸並為一束刹車電控組合線12，U形電磁鐵一側安裝固定一個傳感器固定支架，該固定支架設置一個位置傳感器4，位置傳感器4由位置信號電磁感應線圈及其電磁鐵心構成，該支架長度可以微調，使得電磁助力盤5與位置傳感器4中心間距精確等於輻板外沿10上兩個助力永磁體8之間的中心間距。