电动自行车“脚蹬子”收放装置

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1、电动自行车“脚蹬子”收放装置摘要：利用电磁动力机械实现脚蹬子自动收放，为电动自行车的设计带来创新，以满足越来越高的设计和使用要求。本文介绍了电动自行车脚蹬子自动收放装置的设计过程，结构原理，分析了其工作过程，并对一般设计及工作情况作了简要分析。关键词：脚蹬子，自动收放，伸缩轴1.设计背景1.1当前电动自行车现状目前世界汽车保有量约为8亿辆，并以每年3000万辆的速度递增。预计到2010年全球汽车保有量将达到10亿辆。交通能源消耗已经成为局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。随着石油资源的日益紧张，

2、环保意识的不断加强以及排放要求的不断提高，对城市汽车的发展有了越来越高的要求，而另一方面，城市交通拥挤，经常出现堵车，找不到停车位的情况，所以电动自行车逐渐成为较受欢迎的新型交通工具，它方便快捷，在一些大中型城市已经相当普及，而且许多城市还专门出台了关于电动自行车的法规。电动自行车有以下优点：(1)行进间零排放，不污染大气；(2)价格2000-3000元，百公里耗电仅１度左右，老百姓能够接受；(3)一次充电能行驶30-50公里，能解决城市骑车上班族的需要，有较大的市场需求；(4)当车速限制在每小时15公里

3、左右时（特别是轻蹬轻踩的智能型电动自行车）不会对其他人力自行车和行人构成过多威胁和安全问题；(5)所用零配件大多与自行车通用，容易修理；(6)用户白天使用，半夜充电，有利于电力部门均衡负荷；2.2电动自行车一点小问题随着电动自行车的使用数量越来越多，对其性能及外观美感的要求也越来越高。电动自行车是由自行车逐渐改进形成的，而“脚蹬子”作为自行车的遗留部件，也有重要的功用，在某种角度，它可以被认为是电动自行车的备用动力装置，在电动自行车电力不足或是需要较大动力（比如上坡等情况）时，可以提供必要的动力。现在的技

4、术条件下，电动汽车技术的电瓶充电需要很长时间，而且电量较少，而且现在的电动自行车也受到如此瓶颈的制约。所以，脚蹬子作为必要的简易应急措施，不可或缺，但也给电动自行车的使用和行驶安全带来不便。电动自行车的“脚蹬子”和自行车的不同，自行车的“脚蹬子”为动力输入，人需要持续的对其作用进行动力输入，而且在使用中脚也一直在“脚蹬子”上，而在电动自行车上，“脚蹬子”不像在自行车中那样是最常用的装置，脚也不一直放在上面，而是作为在特殊情况下的应急装置，所以常常被忽略。由于它的存在，相当于增大了电动自行车的横向长度，因为

5、人们感知的错觉，往往忽略了脚蹬子这段长度，所以很容易发生意外，碰到驾驶者本以为可以避开的障碍，引发事故，造成人身和财产的损失。为使骑行者更舒适，双脚有足够的空间，电动自行车的脚踏板的设计宽度较大，而为了“脚蹬子”可以流畅旋转，中轴长度就要更长，电动自行车只需占用不大体积就可以停放也是它可以在一些大中型城市普及的原因之一，他们多停放在拥挤的场所，这就对停车带来不便。另外，有些电动自行车在骑行过程中“脚蹬子”一直旋转，十分难看，缺乏美感。2.3“脚蹬子”问题的解决方法目前，根据结构有翻转式、伸缩式、拆卸式等多

6、种形式，平时“脚蹬子”收起或拆下，使用时展开或装上，让骑行者方便，安全，而我提出的就是一种伸缩式的收放装置。日常生活中有很多很好的创意供我们利用，加以改进，用在合适的地方。本文中电动自行车“脚蹬子”自动收放装置的结构原理来源于一款圆珠笔的原理，应用机械设计知识对其加以改进，并提供电磁式动力，再通过简单控制实现工作过程。这种装置是充分利用脚踏板下中轴处的空间，利用电磁动力和机械结构控制中轴的收缩来实现“脚蹬子”的伸出，收回，电能由电动自行车的电瓶提供。另外，我们还设计了一个简单的专门的控制电路来进行控制。当

7、中轴收缩时，“脚蹬子”随之缩回，可以藏在脚踏板的下面；当中轴伸出时，“脚蹬子”也从下面伸出，骑行者可以通过踩“脚蹬子”进行额外的动力输入，使电动自行车继续前进。这样可以达到美观、安全、方便的效果。图(1)为示意图。(图1)1.设计方案2.1伸缩轴装配结构电动自行车中轴布置图：图(2)67854321(图2)1电磁铁2轴筒3齿槽（与轴筒固定）4弹簧5半轴6电磁铁导向杆（材料为铝）7导线8挡圈（与轴筒固定）1、电磁铁中部粗大的部分为电磁铁线圈，两端长棒（材料为铝）可插入5半轴的孔中，主要起支撑电磁铁和导向的作

8、用。如图(3)（图3）2、轴筒、齿槽和挡圈齿槽和挡圈经过装配都与轴筒固定在一起。齿槽和挡圈的形状可参考圆珠笔内部的结构。挡圈共有六个齿，它们按圆周均匀分布。齿槽共有三片，每一片有两个齿。如图(4)（图4）3、弹簧弹簧的主要作用是储存能量。在收回过程，半轴把弹簧被压紧；在伸出过程，弹簧把半轴弹出。如图(5)（图5）4、半轴半轴可插入轴筒中，花键（图中用白色表示）与齿槽具有配合关系，键可在齿槽中滑动。当半轴伸出时，键与齿槽可通过相