Skocz do zawartości

[napęd elektryczny] na przednie koło


adriansocho

Rekomendowane odpowiedzi

Prowadzę obecnie pewien "eksperyment myślowy" (właściwie rozmyślania teoretyczne) nad czymś takim jak wspomaganie elektryczne. Mój Grubcio (ten z linku) otrzyma niebawem nowy widelec, a w tym widelcu będzie włożone koło zaplecione na tylnej piaście. Bębenek będzie sterczał jakoś goły. Słabo. A jakby tak wyposażyć rower w dodatkowy silnik elektryczny o mocy stanowiącej ułamek mocy kolarza (np. 150 W) używany jako wspomaganie przy jeździe w naprawdę kopnym śniegu? Silnik ten by przenosił napęd na koło za pomocą koła łańcuchowego (zębatki) założonej na ów bębenek, a obecność wolnobiegu ułatwiłaby powiązanie wszystkiego w kupę. Zasilanie - na przykład akumulatory 12 v o pojemności kilku Ah takie jak w UPSach (mam dostęp do takich). Od razu powiem, że wiem, że najelegantszym sposobem zrobienia napędu roweru jest użycie silnika wbudowanego w piastę i takie coś mnie nie interesuje. Można wypisywać różne swoje przemyślenia czy informacje, nie można pisać "nie da się".

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Ja nie skupię się na konstrukcji lecz technice jazdy. Na śliskiej nawierzchni zbyt duży moment napędowy zawsze doprowadza jednoślad do wywrotki chyba ze masz super przyczepne opony. Przy kopnym śniegu tylko opony więcej niż 4 calowe dadzą radę przejechać ale znowu polegną podczas goledzi. Zdecydowanievlepiej jest złożyć rower wielośladowy.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Sprzęgło będzie w tym bębenku, tak że silnik może się zatrzymać, a koło będzie nadal się kręciło. Synchronizacja oczywiście do tylnego koła, żeby nie generować różnic prędkości obu kół i nie musieć dokładać elementów sterujących (manetki "gazu"). Roboczy pomysł na to - czujniki prędkości obrotowej kół zamontowane/powiązane z tarczą hamulcową (zresztą czujniki od ABS w samochodach działają podobnie). Na początek chciałbym ustalić, czy owe 150 W to nie za duży/nie za mały silnik, chodzi o to, żeby wystarczył na niewiele więcej niż trzeba, żeby przednie koło się kręciło - żeby "odciążyć" tył od pracy wymaganej do napędzenia przedniego koła, wtedy prawdopodobieństwo poślizgu spadnie. Wydaje mi się, że z przyczepnością nie będę miał ŻADNYCH problemów.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Zalozmy, ze sterowanie silnikiem bedzie sie odbywalo na zasadzie 0-1 tzn. silnik albo jest zalaczany albo nie. Wtedy wystarczy porownywac predkosci obrotowe obu kol i zalaczac silnik w sytuacji, gdy predkosc przedniego kola < predkosci kola tylnego.

Gdy tylne kolo traci przyczepnosc i zaczyna sie krecic w miejscu, to przednie zostanie zalaczone i silnik wspomaga.

Problem pojawia sie przy zablokowaniu przodu podczas hamowania. Wtedy silnik bedzie przeciwdzialal hamowaniu. Na poczatek mozna to pominac lub zaopatrzyc sie w specjalna klamke hamulca z czujnikiem (takie jak w zestawach do elektryfikacji roweru).

Jesli sie nie myle, to w zakrecie predkosc przedniego kola jest wieksza niz tylnego a to nie jest problemem, bo wtedy zwyczajnie silnik nie bedzie zalaczany. To samo dotyczyc zablokowania tylu przy hamowaniu.

Takie sterowanie mozna zrealizowac za pomoca prostego mikrokontrolera AVR typu atmega. Sa nawet kompletne plytki z takimi mikrokonrolerem np. Arduino. Do tego potrzebny jest jakis sposob sterowania silnikiem duzej mocy (byc moze da sie wykorzystac cos takiego jak jest w zestawach z allegro do elektryfikacji roweru).

Wydaje mi sie, ze zbyt duza moc silnika nie jest problemem. Zawsze mozna sterowac silnik na czesc jego mocy maksymalnej ale wciaz 0-1 tzn. albo nie zalaczamy silnika albo zalaczamy go na np. 60%. Mozna to uzyskac stosujac sygnal PWM albo cos takiego. Lepiej tak niz wstawic za slaby silnik, ktory nie da zadnego efektu.

 

Teraz trzeba sie zastanowic, jak odczytywac predkosci kol. Wg mnie im czesciej bedziesz mogl porownac predkosc kol i wysterowac silnik tym lepiej. Tak prosty uklad moze dzialac ale wtedy gdy odczyt i sterowanie beda sie odbywalo przynajmniej kilka razy na sekunde. No i silnik musi byc powiazany z piasta w miare bezposrednio. Jak lancuch/pasek bedzie luzny to bedzie dodatkowa komplikacja. Lepiej jak uklad byl tak spasowany, zeby mozna bylo zalozyc, ze jak zalaczam silnik to przednie kolo sie kreci.

 

Tarcze wydaja sie dobrym pomyslem, bo maja mnostwo malych otworow. Na zdjeciu Twojego roweru widze, ze moze to byc nawet 36 otworow na calym obwodzie czyli co ok 10 st. Mozna to przeliczyc na czestosc odczytu sygnalu z kol np. przy 5 km/h (sensowne minimum kiedy to ma dzialac) ale nie znam obwodu kola. Pytanie, czy masz pomysl, skad wziac czujniki? Na allegro jest mnostwo tego do samochodow nawet po kilkanascie zlotych ale wcale nie musza pasowac. Mozna tez sprobowac zrobic cos takiego samemu np. z czesci ze starej myszki ale to juz jest niezle dlubanie a efekt moze byc mizerny (np. wodoszczelnosc).

 

Inna opcja, ktora mi przychodza do glowy to zakup czujnikow na korbe, ktore sa stosowane w zestawach do elektryfikacji rowerow (zeby silnik pracowal tylko podczas pedalowania). Moze uda sie to zalozyc na piaste. To wydaje mi sie sensowne i godne rozwazenia.

 

No i ostatni pomysl polega na tym, zeby kazde kolo rownomiernie (w miare mozliwosci co okreslona ilosc stopni) okleic magnesami i wykorzystac czujniki stosowane w licznikach rowerowych. Pomysl jest chyba najprostszy w realizacji ale zwieksza wage roweru i chyba jest kosztowny, ale byc moze uda sie naklonic uzytkownikowow forum, zeby przyslali wystarczajaca ilosc magnesow w czynie spolecznym :)

 

EDIT: Przy zalozeniu minimalnej predkosci dla ktorej to ma dzialac 5 km/h (przy nizszej mozemy wogole nie zalaczac silnika) i obwodu 2080 mm (podobno standard dla 29erow i fat bikow) wychodzi mi, ze rower w sekunde pokonuje 1.4 m czyli kolo robi 240 stopni. Jesli chcemy, zeby odczyt z czujnikow nastepowal conajmniej 5 razy na sekunde to czujniki musza byc rozstawione co 48 stopni. No to mozna przyjac 45 stopni i wychodzi ich 8 na kolo czyli daloby sie to zrobic nawet na magnesikach :)

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

... ale tam właśnie będą opony 4 calowe :D

 

Nie wiem czy przegladałeś stronę Christini Cycles, moze być to dla Ciebie poważna inspiracja...

 

Dodatkowo poskładany specjalnie na ekspedycje polarna Tłuścioch z napędem na oba koła

 

Szacunek...

I.

 

Fajnie fajnie tylko jest problem z dostępnością i z tego co zobaczyłem z filmiku trzeba rame "nieco"uszkodzić

http://youtu.be/si-bI84SZKA?t=52s

Nie wiem czy uda się jeszcze kupić ten patent.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Zalozmy, ze sterowanie silnikiem bedzie sie odbywalo na zasadzie 0-1 tzn. silnik albo jest zalaczany albo nie. 

 

Niech będzie załączany zawsze gdy prędkość spada poniżej 10 km/h. Przewiduję minimalną prędkość jazdy 3,5 km/h (może ciut mniej), to jest granica, przy której jestem w stanie utrzymać równowagę. Czujnik może wykrywać otworki w tarczy hamulcowej albo specjalnej tarczy czujnika. Muszą być albo czujniki w klamkach, albo czujniki przy zaciskach (właściwie to najlepiej byłoby dać czujniki reagujące na wzrost ciśnienia płynu hamulcowego, ale to za duża komplikacja), bo nie wyobrażam sobie, że ja hamuję, a silnik kręci. Trzeba by jeszcze te 150 W przeliczyć na ampery dla zasilanai 12 V i zdecydować, czy nie lepiej wziąć zasilania 36 V (żeby nie okazało się, że ze względu na natężenie prądu nie trzeba będzie dawać przewodów o jakimś niebotycznym przekroju).

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Z punktu widzenia sterowania to sa dosyc proste rzeczy ale musialbys wymyslic sposob zalozenia czujnikow na tarcze hamulcowe (zestaw dioda + fototranzystor) i na klamki hamulcowe (czujniki krancowe). Z hamulcami jest dodatkowo ten problem, ze moga sie bardzo nagrzac w czasie pracy wiec mocowanie elektroniki do zacisku lub w bliskim sasiedztwie tarczy moze sie nie sprawdzic. Mozesz wrzucic zdjecia ze zblizeniami obu tarczy i klamek?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Chyba dalsza dyskusja o sterowaniu wykracza poza zakres rozmyślań. Poza jedną uwagą - przypomniało mi się, że przecież w tym rowerze są i raczej zawsze będą tarczówki sznurkowe (co upraszcza montaż czujników - przede wszystkim zmniejsza liczbę wiązek przewodów, bo czujniki hamowania byłyby zamontowane na zaciskach).

  Jest teraz kwestia silnika - podałem 150 W, nie popierając tego żadnymi doświadczeniami, przemyśleniami ani obliczeniami. Chodzi jednak o to, aby ten silnik nie był zbyt duży fizycznie, żeby dało się go zamontować na widelcu. Zależnie od wielkości jego oś byłaby równoległa lub nie do osi koła. Wydaje mi się, że oprócz przekładni pasowej/łańcuchowej przenoszącej napęd na koło potrzebna byłaby dodatkowa przekładnia redukcyjna, ślimakowa (silnik ułożony np. wzdłuż ramienia widelca) lub planetarna (może wtedy ta przekładnia byłaby nałożona na bębenek piasty?). Drugie przemyślenie dotyczące silnika, może jeśli silnik byłby zbyt duży, to dać dwa mniejsze silniki?

 I kolejne przemyślenie z innej beczki, zacząłem myśleć o skonstruowaniu prostszego pojazdu z napędem elektrycznym, po długim toku rozmyślań (ach jak to uwielbiam!) doszedłem do tego, że wiele problemów na początek można uniknąć robiąc hulajnogę napędzaną przez .... akumulatorowe elektronarzędzie, np. wkrętarkę 12 V zasilaną z np. UPSowego akumulatora Yuasa NP7-12 - przełącznik obrotów jest, tak samo i kontrolka ładowania. Nie wiem czy to spostrzeżenie wniesie coś do dyskusji, ale postanowiłem się nim podzielić.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Mozesz sie jeszcze zastanowic nad czujnikami odleglosci i dotyku:

 

http://botland.com.pl/191-czujniki-nacisku - mozna tu znalezc np. czujniki ugiecia, ktore moga sie okazac przydatne, jesli uda ci sie je powiesic na klamkach hamulcowych i w ten sposob sprawdzac wychylenie klamki. Ewentualnie czujnik sily nacisku ktory byc moze rowniez daloby sie umiescic na klamce hamulcowej w miejscu gdzie dotykaja jej palce.

 

http://botland.com.pl/129-dalmierze - czujniki odleglosci, moze okazac sie przydatne do pomiaru obrotow kola

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

@@adriansocho, tak sobie ostatnio czytałem o piastach bo przymierzam sie powoli do poszerzania standardowych piast do rozmarów 135/170 i wyczytałem, że odsadzenie mocowania tarcz różni się na przedniej i tylnej piaście. Odpowiednio wg. ISO Disc Specification:

 

- przód: 10.15mm +/- 0.1mm

- tył: 15.27mm +/- 0.1mm

 

Brałeś to pod uwagę ?

 

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Zarchiwizowany

Ten temat przebywa obecnie w archiwum. Dodawanie nowych odpowiedzi zostało zablokowane.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...