共享電動助力車設計研究

劉勺華，周同根，宋二慶，張雪，孟為民

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共享電動助力車設計研究

劉勺華1,2，周同根1，宋二慶1，張雪1，孟為民1

（1.常州機電職業技術學院 車輛工程學院，江蘇 常州 213164；2.江蘇大學 汽車與交通工程學院，江蘇 鎮江 212013）

為了解決特殊人群出行難問題，設計制作一種共享電動助力車，包括車體、電源模塊、鋰電池、通訊模塊和中央處理器。前車架與底盤前端相連，底盤的上表面通過座椅平臺、下座椅軸、上座椅軸和座椅依次連接；前車架的前叉固定前驅動輪，底盤的尾端固定兩個后驅動輪,底盤下方固定中央處理器，其上方固定電源模塊和鋰電池，電源模塊和鋰電池相連。用戶通過微信、支付寶、APP等方式掃描共享電動助力車的二維碼，驗證用戶信息后，可自動開鎖。充分利用互聯網和共享經濟理念，借助于智能通訊設備，將電動助力車共享循環使用。

共享；電動助力車；互聯網；循環使用

1 引言

當今社會隨著交通出行方式的普及，越來越多的老年人，肥胖者，殘疾人以及部分下肢行動不便者選擇飛機，地鐵等方式出行。但在進出機場，地鐵內部區域通行過程中，需要租借輪椅，并在家人，志愿者或機場工作人員的幫助。雖然此舉幫助了以上人員的機場通行，但隨著人們消費心理和自強意識的不斷增加，更愿意選擇一種自主自動的機場通行方式。在這種因素催生下，依托互聯網和共享經濟的共享電動助力車就應運而生[1-3]。

本設計屬于電動車設備技術領域，具體涉及一種共享電動助力車。一種共享電動助力車，包括車體、電源模塊、鋰電池、通訊模塊和中央處理器。前車架與底盤前端相連，底盤的上表面通過座椅平臺、下座椅軸、上座椅軸和座椅依次連接；前車架的前叉固定前驅動輪，底盤的尾端固定兩個后驅動輪，底盤下方固定中央處理器，其上方固定電源模塊和鋰電池，電源模塊和鋰電池相連。充分利用互聯網和共享經濟理念，借助于智能通訊設備，將電動助力車共享循環使用。

2 具體設計方案

2.1 共享電動助力車模型

一種共享電動助力車，包括車體、電源模塊、鋰電池、通訊模塊和中央處理器。車體包括前車架、底盤、座椅平臺、下座椅軸、上座椅軸、座椅、前驅動輪和后驅動輪。前車架與底盤前端相連，底盤的上表面通過座椅平臺、下座椅軸、上座椅軸和座椅依次連接；前車架的前叉固定前驅動輪，底盤的尾端固定兩個后驅動輪，底盤下方固定中央處理器，其上方固定電源模塊和鋰電池，電源模塊和鋰電池相連。

圖1 共享電動助力車結構組成圖

圖中，1加速手柄；2屏幕顯示模塊；3聯結器；4制動手柄；5上空管；6信息采集模塊；7下空管；8折疊機構；9前叉；10前驅動輪；11底盤；12電源模塊；13后驅動輪；14座椅平臺；15自動報警模塊；16下座椅軸；17通訊模塊；18上座椅軸；19座椅

前車架包括加速手柄、屏幕顯示模塊、聯結器、制動手柄、上空管、信息采集模塊、下空管、折疊機構和前叉。聯結器、上空管、下空管、折疊機構和前叉依次連接，屏幕顯示模塊固定在聯結器的上表面，加速手柄和制動手柄分別固定在聯結器的兩側；信息采集模塊固定在上空管上，前叉與前驅動輪連接；所述的下空管內含定位模塊，前驅動輪內置有輪轂電機，加速手柄、制動手柄、屏幕顯示模塊和定位模塊通過下空管內部導線與中央處理器電連接，屏幕顯示模塊將中央處理器實時采集的輪轂電機的轉速，電源模塊的剩余電量，中央處理器實時共享電動助力車的車速、時間、行駛里程、剩余電量顯示在屏幕上；輪轂電機與電源模塊、中央處理器連接，輪轂電機受加速手柄和制動手柄控制加減速。

2.2 共享電動助力車功能模塊

中央處理器與信息采集模塊、通訊模塊和自動報警模塊相連；通訊模塊與云數據庫相連，將中央處理器的數據上傳至云數據庫內或將云數據庫內的數據下載到中央處理器；信息采集模塊將用戶每次掃描二維碼登陸信息采集，并將數據信息通過中央處理器存儲，發送到云處理器；自動報警模塊將由定位模塊獲得共享電動助力車位置信息通過通訊模塊發送至云服務器；云服務器適于將機場公共區域設定為電子圍欄，且當共享電動助力車位置信息進入或離開該電子圍欄區域后，云服務器判定共享電動助力車進入或離開機場公共安全區域，自動發送報警信息到用云服務器[4-5]。

圖2 共享電動助力車功能模塊圖

云數據庫的云服務器根據信息采集模塊采集的信息，將該用戶騎行時間統計計時，并與其銀行卡在線支付功能相聯通匹配，進行費用電子結算。定位模塊采用GPS定位模塊；底盤為三模模型設計，使用碳纖維材料。云數據庫的云服務器根據信息采集模塊采集的信息，將該用戶騎行時間統計計時，并與其銀行卡在線支付功能相聯通匹配，進行費用電子結算。通訊模塊可采用GPRS、Wi-Fi等無線傳輸方式。電源模塊通過220v交流電轉化為5v直流電，為中央處理器供電；另外通過220v交流電轉化為48v直流電，為共享電動助力車的輪轂電機和鋰電池供電[6-8]。

3 共享電動助力車工作原理

屏幕顯示模塊將中央處理器實時采集的輪轂電機的轉速，電源模塊的剩余電量，中央處理器實時共享電動助力車的車速，時間，行駛里程，剩余電量等顯示在屏幕上。輪轂電機與電源模塊、中央處理器連接，輪轂電機受加速手柄和制動手柄控制加減速；前叉內含智能鎖車模塊，智能鎖車模塊與中央處理器電連接，斷電時，中央處理器控制智能鎖車模塊鎖止輪轂電機，中央處理器根據用戶通過微信、支付寶、APP等方式掃描共享電動助力車的二維碼，驗證用戶信息后，可自動開鎖[9-10]。

車體上設有三處具有該共享電動助力車編號的二維碼，分別印在屏幕顯示模塊的屏幕上方，信息采集模塊的外側和座椅后背；當騎行人員掃描該車二維碼后，云數據庫接通中央處理器，中央處理器控制前驅動輪內的輪轂電機通電，解鎖。

將充滿電的電動助力車放置在機場入口處和飛機廊橋等特定的區域，電動助力車上面明顯位置處設置有二維碼，電動助力車驅動輪上設置有智能鎖車模塊。當特殊乘客下車后進入機場或飛機抵達目的地下機后，以上特殊乘客可以通過微信，支付寶，APP等各種方式掃碼開鎖，自主駕駛騎行電動助力車輕松自在地通行在機場，地鐵等內部安全區域，不受身體缺陷和年齡體重的限制。

圖3 微信，支付寶，APP掃描使用流程圖

特殊乘客當需要使用這種共享電動助力車時，可以手機下載APP，注冊用戶，關聯用戶銀行卡，成功登陸APP后，智能鎖車模塊打開智能鎖，同時開始進入計費環節，特殊乘客可以方便的騎行這種共性助力車輕松自在地在安全區域內行駛。當到達目的地登機口或者機場出口時，將共享電動助力車停車，手動關鎖即可，智能鎖車模塊同時結束計時，成功扣費。

由于微信和支付寶已經實現實名制，并綁定用戶銀行卡，同時具有在線支付功能，因此特殊乘客也可以利用自己手機內的微信和支付寶掃描共享助力車的二維碼，從而實現開鎖功能，特殊乘客開始騎行共享助力車，享受自主駕駛樂趣，自主規劃機場，地鐵內的行駛路線。

4 結論

本設計充分利用互聯網和共享經濟理念，借助于智能通訊設備（手機，IPAD等），將電動助力車共享循環使用，使得老年人，肥胖者，殘疾人以及部分下肢行動不便者等特殊乘客出行不再依賴于輪椅和家人，志愿者或機場工作人員的幫助。這些特殊乘客也可以向正常人一樣自由出行，充分享受自主出行的樂趣。

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Design and Research of Shared Electric Motor-cycle

Liu Shaohua1,2, Zhou Tonggen1, Song Erqing1, Zhang Xue1, Meng Weimin1

( 1.School of Automobile Engineering,Changzhou Institute of Mechatronic Technology, Jiangsu Changzhou 213164; 2.School of Automobile and Traffic Engineering, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212013 )

In order to solve the problem of travel difficulty for special people, a shared electric bicycle is designed and manufactured, including car body, power module, lithium battery, communication module and central processing unit. The front frame is connected with the front end of the chassis, and the upper surface of the chassis is connected successively through the seat platform, the lower seat axle, the upper seat axle and the seat; the front fork of the front frame fixes the front drive wheel, the rear drive wheel of the chassis is fixed with two rear drive wheels, the central processing unit is fixed under the chassis, and the upper fixed power module is connected with lithium batteries, and the power module is connected with lithium batteries. The user can scan the two dimensional code of the EPS by WeChat, Alipay and APP, and automatically unlock the information after verifying user information. Make full use of the Internet and the concept of shared economy, with the help of intelligent communication equipment, electric bicycles will be shared and recycled.

Sharing;Electric Motorcycle;Internet;Recycling

U469.72

A

1671-7988(2019)08-42-03

U469.72

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1671-7988(2019)08-42-03

劉勺華（1982-），男，山東臨沂人，常州機電職業技術學院講師，江蘇大學博士研究生在讀，從事電動汽車設計研究。

江蘇省高校自然科學基金項目（16KJB580012）；江蘇省高校中青年骨干教師境外研修項目〔蘇教辦師(2016)13號〕；江蘇省大學生實踐創新項目（201813114008Y）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.013