共享單車usb充電裝置

摘要：現在智能手機在全世界都已經很普及了，而手機電量是使用者的一大苦惱。目前解決的主要辦法就是充電寶，但很多人不可能每天都能帶在身上，而且充電寶容量和重量成正比，容量大的就越重。為了應付緊急情況、支持綠色出行以及鍛煉身體的目的，我們設計了一個共享單車usb充電裝置。

關鍵詞：共享單車;節能;環保;高效

引言：

隨著環保意識的發展，綠色的共享單車，健康的出行工具，得到越來越多人的喜愛。在近幾年智能手機的普及，雖然給人們帶來了方便，但是耗電快、充電不便等問題極大困擾著人們。為了解決充電不便的問題，同時響應踐行節能、環保的號召，人們設計了各種自行車發電的裝置，利用電磁感應原理，在自行車騎行時產生的機械能變換成電能，從而為電子設備充電。一是利用自行車鏈條與齒輪之間的摩擦進行發電，這種方式發電效率較高，但其發電裝置必須固定在車身上，安裝和拆卸非常不方便。在不需要自行車發電時，鏈條與發電裝置之間的摩擦反而會給自行車帶來阻力。另一種是把強磁鐵固定在自行車輻條上，在行駛中，通過磁鐵切割磁感線產生電流，從而電力供應。這種方式雖然沒有摩擦，但將磁鐵固定于自行車的輻條上，不利于發電裝置的安裝與拆卸。在不需要自行車發電時，笨重的磁鐵會給自行車的騎乘帶來較大阻力。現有自行車發電裝置盡管可以實現發電，但安裝拆卸較困難，不能很好滿足對自行車發電裝置的需求，所以實用性較差。因此，研究一種裝卸簡便、使用安全可靠的自行車發電裝置顯得尤為必要。

一、共享單車的市場：

（一）共享單車的定義

共享單車是指在人流密集區域提供共享單車服務，租賃模式是分時租賃，是一種國家倡導的新型綠色環保的共享經濟。共享單車實質是自行車租賃業務，屬于新交通工具租賃，其主要載體為共享單車。可以充分利用城市經濟帶動自行車出行;大大提高公共道路的利用率

（二）共享單車的發展

據市場研究報告指出，截至2016年底，中國共享單車市場整體用戶數量已達到1886萬，預計2017年，共享單車市場用戶規模將繼續保持大幅增長，年底將達5000萬用戶規模。

中國共享單車市場已經歷了三個發展階段。2007年—2010年為第一階段定義為興起時代，由國外興起的公共單車模式開始引進國內，由政府主導分城市管理，多為有樁單車。2010年—2014年為第二階段定義為有樁單車時代，專門經營單車市場的企業開始出現，但公共單車仍以有樁單車為主。2014年至2018年為第三階段定義為無樁時代，隨著移動互聯網的快速發展，以摩拜為首的互聯網共享單車應運而生，更加便捷的無樁單車開始取代有樁單車。

根據數據可以得知，共享單車更受年輕男性歡迎。中國共享單車用戶中男性占比54.2%，女性占比45.8%。用戶年齡分布中，25歲—35歲人群使用最多，其次是25歲以下人群。使用頻率中，每周使用3 次—4次的用戶最多。

由此可見，現人們對共享單車的使用頻率，共享單車依舊有不可或缺的作用，而設計研一種自行車usb充電裝置愈來愈重要。

二、共享單車發電usb裝置結構簡介及工作原理

（一）結構組成

本文設計了一種關于共享單車發電usb裝置，該裝置主要由電能儲存模塊和發電模塊組成。其中發電模塊由電機，摩擦輪及其支持裝置組成，發電核心組件主要由接觸輪和摩擦發電裝置組成，其支持裝置可固定于車架上。電能儲存模塊主要由外殼、主板、電芯源組成。當用戶使用共享單車時，通過接觸輪和共享單車前后輪之間的摩擦進行發電，其輸出的電能可儲存于移動電源中或直接為其它電子設備供電。從而大大增加用戶體驗

（二）共享單車發電方式

共享單車發電裝置整體結構。發電核心組件通過其支持裝置固定于共享單車車架上，共同構成發電模塊。在共享單車行駛時，其后輪帶動接觸輪轉動，進而通過摩擦進行發電。所產生電流直接儲存于移動電源中或為直接其他電子設備供電。

三、發電模塊裝置結構設計

發電裝置由摩擦輪和共享單車輪胎進行摩擦，摩擦產生電流，花鼓主要由花鼓桶、車輪主軸、主軸軸承、花鼓桶軸承和發電裝置組成。花鼓桶的內壁上鑲嵌有呈環形排列的若干個弧形磁鐵，其兩端安裝有兩個環形的輻條職，輻條職上設有用于安裝輻條的若千個安裝孔。主軸軸承套安裝在車輪主軸上，花鼓桶的桶底以及固定外殼的中心處均開設有軸孔，軸孔內安裝有軸承。兩個軸承分別被主軸的兩端穿過，因此車輪主軸的兩端安裝在前叉底部。由于花鼓桶軸承套安裝在主軸軸承上并位于花鼓桶內，從而實現花鼓桶隨著車輪胎轉動而轉動。

四、電能儲存裝置結構設計

電能儲存裝置由外殼、主板和電芯組成，有三個基本功能包括能量存儲、充電及供電。在電池選擇鋰電池有以下六個優點：1.能量高儲存能量多。2.使用壽命長，使用壽命可達到6 年以上。3.鋰電池可以通過新型鋰電池的電壓調節器技術，將電壓調至適合手機充電的電壓。4.具備高功率承受力，自放電率很低，6.重量輕，高低溫適應性強，綠色環保。

五、結論

（一）本文設計的共享單車usb充電裝置通過自行車車軸驅動來達到發電的效果，提高了車輪轉動能量的利用率，減少了能源損耗，達到了節能減排的目的。

（二）所設計的共享單車usb充電裝置，可以應用于各種不同型號的共享單車，其所轉化的電能，可以高效的儲存在電能儲存裝置，也可以直接輸出利用，使得有限的能源能夠最大限度的得到利用。

作者簡介：

黨景超（1999-），男，漢族，陜西西安人，本科生，北部灣大學機械與船舶海洋工程學院，研究方向：機械制造。