Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2021

Розмір шрифту: 
Вантажний трицикл з електричним приводом
В. С. Скрипник, О. М. Кравець, Н. В. Гаврушкевич

Остання редакція: 2021-05-16

Анотація


Представлена розробка присвячена конструюванню та виготовленню дослідного зразка вантажного трицикла, який приводиться до руху мускульною силою людини і/або електричною енергією та використовуються для перевезення вантажів.
Вантажний трицикл містить раму, до якої кріпиться сидіння; заднє колесо із втулкою та щонайменше однією веденою зіркою з мускульним приводом, що зв'язана гнучким ланцюговим елементом із щонайменше однією ведучою зіркою, яка закріплена на одному із двох важелів - шатунів із педалями; каретковий вузол, що з'єднаний порожнистою трубою із поворотним вузлом; фронтальну вантажну платформу з вмонтованими двома передніми колесами та елементами кріплення; кермо. Порожниста труба, що з'єднує каретковий вузол із поворотним вузлом, подовжена таким чином, що вісь поворотного вузла зміщена відносно до вертикальної площини осі передніх коліс в діапазоні від 10 мм до 400 мм
Широке використання вантажних трициклів пов’язане із прийняттям багатьма країнами концепції екологічно чистих економік. Відомі тисячі моделей та промислових зразків велосипедів з чисто мускульною силою, що використовується в приводі та іншими видами приводів (двигуни внутрішнього згоряння, електродвигуни та ін..). Проведено патентно-інформаційний пошук. Відібрано декілька вдалих конструкцій зокрема велосипед для перевезення вантажів та пасажирів (трицикл), що містить раму, яка шарнірно з'єднана з візком - передньою вантажною платформою, закріплені на рамі сідло, колеса, вал каретки, з гонками та пристрій, що змінює передаточне відношення коліс та каретного вала [1]. Недоліком цієї конструкції велосипеда є невелика площа вантажної платформи та складність конструкції, що обумовлена великою кількістю вузлів деталей та деталей, та дуже обмежена маневреність.
Найближчим за технічною сутністю до запропонованої нами конструкції є вантажний велосипед (трицикл), що містить раму із сідлом та одним заднім колесом з мускульним приводом [2]. Модель має фронтальну вантажну платформу і два передніх колеса [2]. Недоліками цієї конструкції є незручне управління та відсутність обмежувача коливань (амортизаторів) вантажної платформи. Метою нашої розробки є спроба вдосконалити вантажний трицикл та розширити його експлуатаційні та функціональні можливості. Ми пропонуємо досягти поставленої мети за рахунок нового конструктивного виконання частин рами в поєднанні з можливістю використання електричної енергії від акумулятора і/або геліоенергетичної установки для збільшення швидкості, потужності та вантажопідйомності. Крім того очікується покращення маневреності та стійкості руху.
Поставлена задача вирішується тим, що вантажний трицикл містить раму до неї кріпиться сидіння для водія. Заднє колесо містить втулку та ведену зірку, що зв'язана гнучким ланцюговим елементом із ведучою зіркою. Ведуча зірка закріплена на одному із двох важелів-шатунів із педалями. Каретковий вузол з’єднаний порожнистою трубою із поворотним вузлом. Фронтальна вантажна платформа встановлена на два передніх колеса. Порожниста труба з’єднує каретковий вузол із поворотним вузлом. Вона подовжена таким чином, що вісь поворотного вузла зміщена відносно осі передніх коліс на відстань 200 мм. Така конструкція сприяє поверненню передніх коліс в нейтральне положення під час виходу із поворотів. Це зменшує зусилля, які необхідні для виконання поворотів та покращує керованість та маневреність транспортного засобу. Конструкція особливість забезпечує розбірність самого вантажного трицикла. Можливе від’єднання передньої частини вантажного трициклу від його задньої частини. Використання каркаса забезпечує додаткову стійкість вантажного трицикла при можливих вертикальних коливаннях фронтальної вантажної платформи під час руху з вантажем. В конструкції використано електричний привід заднього колеса і реалізовано можливість підключення оборотної електричної машини та акумуляторної батареї. Використання електричної енергії порівняно із мускульною силою людини значно збільшує швидкість транспортного засобу та його вантажопідйомність. Застосування геліоенергетичної панелі та інвертора забезпечує додаткове живлення (безпосередньо або через акумуляторну батарею) оборотної електричної машини.
Запропоновані конструктивні рішення збільшують швидкість вантажного трицикла, покращують його маневреність та вантажопідйомність, запобігають непередбачуваному складанню транспортного засобу та пошкодженню передніх коліс, підвищують стійкість при можливих вертикальних коливаннях фронтальної вантажної платформи, оптимізують транспортування та зберігання вантажного трициклу та забезпечують додаткове джерело енергії для руху транспортного засобу.

Ключові слова


Трицикл, вантажний велосипед, клектричний привод

Посилання


1. Патент України на корисну модель UA № 8574 U, МПК (2006) В62К7/00, опубл. 10 15.08.2005.
2. Патент України на промисловий зразок UA № 2512, МКПЗ 12-11, опубл. 26.02.1999.