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　　内容提示：面对能源与环境的挑战，发展节能与新能源的交通工具技术成为了必然。随着消费水平日益增长，人们不再仅仅关注出行的方便，更多地重视到了环境保护。与此同时，随着人们生活水平的提高与物质的不断丰裕，人们的健康水平却日益下降，体型越来越臃肿。越来越多的人意识到肥胖及健康问题的严重性，也有越来越多的人选择既环保又可以锻炼身体的自行车作为出行的交通工具。骑自行车出行已经成为人们出行的一种趋势、潮流。但长时间的骑行会让人们感到力不从心，从此出发设计的自行车助力器便能很好地解决这些问题 [1] 。在近两年，国内市场的自行车助力器大多是在中轴部分装一...

　　面对能源与环境的挑战，发展节能与新能源的交通工具技术成为了必然。随着消费水平日益增长，人们不再仅仅关注出行的方便，更多地重视到了环境保护。与此同时，随着人们生活水平的提高与物质的不断丰裕，人们的健康水平却日益下降，体型越来越臃肿。越来越多的人意识到肥胖及健康问题的严重性，也有越来越多的人选择既环保又可以锻炼身体的自行车作为出行的交通工具。骑自行车出行已经成为人们出行的一种趋势、潮流。但长时间的骑行会让人们感到力不从心，从此出发设计的自行车助力器便能很好地解决这些问题 [1] 。在近两年，国内市场的自行车助力器大多是在中轴部分装一霍尔元件和磁钢圆盘，达到一定速度电机就开始启动，启动后就全电动控制，并无精确比例，骑行感觉较差，且产品运作时声音过大、易发热。本基于目前的市场需求及现有产品的不足，进行助力器的设计制作。1 设计内容基于目前市场的需求及现有自行车助力器产品的不足，进行助力器的改进设计制作。本次设计的目的在于提供一种能根据需要方便选择让普通自行车实现脚踏及电动辅助驱动两用功能的自行车助力器。助力器设于自行车的车架上，包括：步进电动机、变速箱、锂电池、驱动棒、驱动器、单片机控制系统、驱动器，自行车助力器结构简图如图1所示。图1 助力装置结构简图此自行车助力器采用摩擦式助力实现使得自行车助力器助力时工作柔和,起步更加平稳，不会让骑行者受到突然的助力感，不至于使人跟不上转速而踩空。同时，要使得变速箱的设计 [2] 更加环保无污染，且更加适应骑行过程遇到的各种恶劣工作环境，同时具有低噪音、效率高，并且节省材料使得重量轻、成本低。另外，设计有单片机控制系统于自行车龙头上 [3] ，使得骑行者更加自由方便地对助力器进行操控，轻松实现脚踏及电动辅助驱动两用功能。2 设计基本方案2.1 电机2.1.1 选择电动机选择步进电机，相对普通电机来说，可以实现开环控制，即通过驱动器信号输入端输入的脉冲数量和频率实现步进电机的角度和速度控制，无需反馈信号。且步进电机工作较为可靠，成本低，电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制。2.1.2 选择电动机容量（功率）（1）工作机功率。据统计计算，人与自行车的总重量一般为550-800牛顿；自行车骑行速度一般为3-5m/s；公路摩擦系数一般为0.2-0.3，取为0.2。则自行车的功率在165-400W之间（其中，据调查统计，大部分人骑车功率都在230W左右），取工作机功率为230W。（2）计算得出电机的输出功率约为242W、电动机额定功率在242-314W之间。2.1.3 选择电动机的转速速度v=(3-6)m/s=(180-360)m/min，设车小为24英寸即R=0.61m，得电动机的转速在46.96-93.93r/min之间。2.1.4 确定电机型号根据以上数据计算并查询机械设计手册 [4] ，选用57系列的步进电机。【第一作者】 曾德政（1996－），女，广东化州人，从事机电技术研究工作。【通信作者】 代宣军（1976－）AG九游会真人官网登录网址，男，贵州黔西人，硕士，讲师，从事机电技术研究工作。【基金项目】 广西教育厅科研项目（编号：KY2016YB188）。一种摩擦式自行车助力器设计曾 德 政 ， 代 宣 军（桂林理工大学机械与控制工程学院，广西 桂林 541004）【摘 要】 基于当前人们的需求以及当今世界对节能环保出行的号召，本文提出并设计一种摩擦式自行车助力器。该自行车助力器是在自行车的基础上增加的电动装置，让普通自行车实现脚踏及电动辅助驱动两用功能。该助力器装置包括电源、电机、变速箱、驱动器、控制板五部分。采用后轮摩擦式驱动，即用摩擦轮带动自行车后轮实现机动助力，可安装在不同规格和型号自行车上，其特点是工作柔和，起步平稳，并且具有健康、环保、小巧，便于安装，适用人群广等优点。【关键词】 助力器；摩擦式；平稳；环保【中图分类号】 TH133.4 【文献识别码】 A 【文章编号】 2095-3518（2018）02-56-032018年第34卷第2期轻工科技LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.34，No.2，201856网络出版时间：2018-02-02 19:18:54网络出版地址：