基于动感单车发电储能装置的设计构思
关于对动感单车的创新优化
关于对动感单车的创新优化作者：吕建起王志坤来源：《农家科技中旬刊》2018年第07期摘要：随着人们生活质量的不断提高，更多的人开始注重自己的身体健康，当天气不适合外出的时候，动感单车无非是健身爱好者首选的健身器材，在使用普通动感单车过程中，人所具有的动能大部分转化为机械能，但是所转化的机械能并没有保留下来。
针对此现象，我们推想出一种优化的新型动感单车。
关键词：能量转化，集成电路，节能环保1.课题研究目的及意义针对这一现状，我们的新型动感单车应运而生，它利用人的动能转化为动感单车的机械能，在动感单车的轮系部分利用切割磁感线的方式在线圈中产生感应电流，从而转换为电能，作用在动感单车上的用电装置或储存在储蓄电池中。
2.结构设计本设计的技术方案：它包括普通动感单车车架，磁铁，储蓄电池，蓝牙模块，稳压模块和控制集成电路。
在使用过程中可借此轮毂的运动改造成切割磁感线的运动，也就是外力带动转子在磁场中做切割磁力运动从而使线圈中产生感应电流，完成机械能对电能的转化。
这就是我们团队对动感单车优化设计的创新想法。
在动感单车上我们可以安装运动中所需要的用电装置例如音乐播放器，计时器，测速器等。
当运动的过程中我们可以听音乐娱乐并且可以知道自己消耗了多少卡路里。
这些都可以使用我们利用动感单车所转化的电能通过稳压模块进行稳压后供电。
当用电器不再需要耗电时，电能会储存在储蓄电池中。
从而减少能量的损耗，增加了动感单车的使用价值，也响应了国家节能环保的号召。
3.具体实施方式参考图一，图二和图三，对本发明做进一步描述，图一为原有的普通家用动感单车，可见结构单一，功能单一，仅仅具有普通的健身功能。
在使用过程中大量机械能散失，这种普通的动感单车终究会被淘汰。
图二为我们设想的动感单车的能量转化图（图示为大部分能量的转化形势，转化比例并非100%）。
所产生的电能通过稳压模块供应电路或者储存在储蓄电池中。
图三为动感单车优化后的部分轮毂图。
（1）为动感单车的轮子，轮子材料为导体（2）为U 型磁铁，当轮子转动时要与磁感线方向有一定的夹角。
健身储能自行车的设计
健身储能自行车的设计摘要：健康是人类文明与进步的重要保障，节能减排是社会和科技持续发展的有效手段，自主创新是提高生活水平的重要标志。
为实现科学用能、节能减排，利用能量转换原理创造性地将钟表式发条机械蓄能装置安装在健身训练器械内。
健身训练时，通过传动系统将发条所蓄机械能转换为交流电的电能，通过整流电路将交流电转换为直流电，通过电压保护设计防止电路短路和电流突然增大烧毁电路。
该种蓄能式自行车可设不同挡位以满足不同程度的训练需要，且造价低，节能环保，具有一定的普适性。
本文研究的是健身储能自行车的设计，目的是抛砖引玉，使更多的体育工作者参与到体育器械的创新行列之中，从而设计出更多、更有价值的体育器械，使人们在获得健康的同时，将自身生物能源充分利用起来，转化为电能或其他可供应用的能源，以创造更多的经济效益和社会效益。
1、研究背景在人类健身运动等形式的能量利用中，单次运动所收集的能量非常小，很难直接驱动发电机发电，即使能够实现，能量利用效率也很低。
如果能够将各种间歇性的、分散的能量收集并储存起来，通过集中管理，再在合适的条件下统一进行发电利用，无疑会达到良好的节能环保效果。
在健身器械与发条蓄能、控速、发电设计的基础之上，对运动自行车连接蓄能发电装置设计进行简单的研究。
运动储能自行车与蓄能发电装置是一种既能用于健身又能回收能源的生态健康节能装置，在这种储能自行车中。
车架是主要的承载部件，除了安装蓄能发电装置外，还要承载人的重量及运动载荷。
为此，对车架进行了运动强度设计，并用有限元方法分析和试验分析。
通过分析，评估了设计的合理性，使设计达到最优化，缩短产品的设计周期，提高利润。
这对其它产品也有一定的应用和借鉴价值。
所述的健身器材群集中储能发电系统，采用地上和地下整体布局，与健身器材配套的充气装置、气轮发电装置采用地上建设，并配备安全防护措施，便于维护;气体压强的二级缓冲结构采用地下埋设，减少用地，其材料要求具有抗腐蚀性，其中的压缩储气罐也可和发电机一起放置地上。
运动器材发电毕业设计详述
摘要本文针对运动器械的运动特点,考虑到人们在健身运动中所消耗大量能量，我们将健身器材分为两大类：往复式运动和回转式运动健身器材，通过对健身器材进行改装，将人们消耗在健身器材上的机械能转化为小型发电机的动能来发电，设计了一套健身器材发电系统,利用人骑车时的机械功带动发电机转子进行发电，并利用液压传动的措施将健身器材的不规律机械能转化为水的势能,平稳地发电,利用电力电子装置改善电能质量后供电力设备使用。
并且，针对健身环境、运动器械、人体运动的特点，设计了一套发电系统，并对系统组成部分的设备进行设计，在理论上分析了各部件的特性，证明了该系统的可行性。
本设计涉及到电机、电力电子、物理等多个学科，无论是理论上还是实践都是可行的。
关键词:健身发电；液压传动；电力电子控制；永磁发电机；ABSTRACTIn this paper, the characteristics of sports equipment for sports, taking into account the people exercise consumed a lot of energy, we will be divided into two categories of fitness equipment: reciprocating and rotary motion fitness equipment, fitness equipment to be modified by the people consume machinery in the fitness equipment can be converted into kinetic energy to power a small generator, designed a set of fitness equipment power generation system that uses mechanical work to drive people to ride when the generator rotor to generate electricity, and the use of hydraulic drive of measures of fitness equipment irregular mechanical energy into potential energy of water, smooth power, after the use of power electronic devices improve power quality for electric power equipment.Furthermore, the characteristics of the fitness environment, sports equipment, body movement, a power generation system design, equipment and system components part of the design, the theoretical analysis of the characteristics of each part, proved the feasibility of the system.The design involves many disciplines motors, power electronics, physics, both in theory and practice are feasible.Keywords：Fitness power; hydraulic transmission; power electronics control; permanent magnet generator;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1.绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (1)1.3 本设计所要实现的目标 (3)2 系统的组成和流程 (3)2.1需要考虑的因素 (3)2.2 实例设计 (4)2.3系统中各部分设备原理分析 (6)2.3.1容积式泵 (6)2.3.2循环水系统 (7)2.4 发、用、蓄电系统 (7)2.4.1 发电机的选择 (7)2.4.2 电力电子控制 (8)2.4.3 蓄电池 (8)3器件的选取与计算 (10)3.1永磁发电机 (10)3.1.1发电机参数 (13)3.1.2永磁发电机的运行特性 (14)3.1.3永磁发电机的安装与维护 (17)3.2 逆变器 (17)3.3 电力电子控制电路 (22)3.4 整流滤波电路 (23)3.5 稳压斩波电路 (25)3.6 逆变电路 (26)3.7 传动装置 (28)3.8 蓄电池 (29)3.9总结与展望 (29)4市场分析与经济效益预测 (31)4.1 行业市场分析与预测 (31)4.1.1政策背景 (31)4.1.2 行业市场预测 (31)4.2 经济效益分析 (32)4.2.1成本分析 (32)4.2.2发电量分析 (33)5 总结 (35)致谢 (36)参考文献 (38)1.绪论1.1 选题背景及意义随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，据专家预测，煤炭还可开发221年，石油39年，天然气只能用60年，由能源短缺而引发的电力紧缺问题日益突出，2003-2004年的持续“电荒”、全国用电负荷比增长15.2%，这些情况对社会的可持续发展造成了难以忽略的问题，解决能源问题，唯一的出路就是有截肢的利用常规资源，开发新能源。
室内健身自行车发电机设计报告范文
室内健身自行车发电机设计报告范文1、运动健身与储能发电一体化研究现状通过查阅互联网，搜索到了一些相关的技术资料和产品。
纯健身器材种类繁多，技术成熟，在此不做过多的介绍。
健身结合发电装置器械主要有如下一些成果。
发电照明自行车早在七、八十年代就已经普遍使用了，其机理是在自行车的前轮或者后轮的车架旁边安装一个小型发电机，发电机转子与车轮相摩擦，自行车行走时带动发电机发电，点亮自行车前面的灯泡。
“纳米发电机”，又叫人体自功能发电机。
该发电机可将来自身体运动、肌肉舒展或者血流动的机械能转变成电能，可为目前需要外接电池的医疗设备、传感器和便携式电子设备等供电。
另外，还有运动产生电力的新型纤维；人力运动发电装置；人力发电腕力球：人体运动发电储存电能“背包”；人体电池：利用心肌运动发电起搏器：人群运动可用来发电装置试验：便携发电机：脚踏发电车：健身发电车；手摇多功能手电筒等成果。
在健身器械与发条蓄能、控速、发电设计的基础之上，对运动健身车连接蓄能发电装置设计进行简单的研究。
运动健身车与蓄能发电装置是一种既能用于健身又能回收能源的生态健康节能装置，在这种健身车中。
车架是主要的承载部件，除了安装蓄能发电装置外，还要承载人的重量及运动载荷。
为此，对车架进行了运动强度设计，并用有限元方法分析和试验分析。
通过分析，评估了设计的合理性，使设计达到最优化，缩短产品的设计周期，提高利润。
这对其它产品也有一定的应用和借鉴价值。
2、运动健身车与蓄能发电装置工作原理图1为运动健身车与蓄能发电装置工作原理图。
健身车的大齿轮带动小齿轮转动，小齿轮带动蓄能第一传动装置为发条蓄能。
当发条蓄能到带动第二传动装置转动时，第二传动装置带动发电机转动，发电机速度达到约180rmin时，就发出100W的交流电，通过复合管整流滤波，转变成电压为14V的直流电输出，供用电器使用。
动感健身车发电系统设计
Ｄ Ｏ 据采集 输出卡 ， Ｉ数 软件配备ＷＩ ＯＷＳ 台下的管理及应用软 ＮＤ 平 件。 管理软件包括 ： 传感器采集信号 ， 并对采集到的数据进行运算转 展品 。 换处理 ， 最终在屏幕上显示 出来 。 虚拟的东莞场景 约１分钟 ， 车时 ５ 骑 ２、 设 计 思 路 自动 调 出 。 ４２测 量传 感 器 系统 ． 该系统是模仿竞技 自行车设计的， 由于骑车运动会增强 下肢耐 腕式智能 电子血压计 ， 以采集骑车者的血压与心率的数据 ， 用 性、 紧实下半 身肌肉、 增强肺活量 、 改善心血管功能 ， 促进 血液循环 Ｏ 继 等健 身功能 ， 了使观众 达到 这样的健身效果 ， 为 我们要让 观众 科学 计算 机通过Ｄ 输 出口控制继 电器通断 ， 电器 触点控制 电子血压 每 合理地骑车 ， 因此本系统设计了１分钟的游戏时间 ， ５ 分为开始３ 分钟 计的启停 ， 分钟检测一 次骑 车者的血压 与心率 数据 。 ４３磁 传 感 器 ． 热身慢骑 ，３钟高 强度快骑 ， ３ ９Ｊ ￣ － 后 分钟放松慢骑。 同时为了增 加科学 磁传感器 （ 霍尔传感器 ） 以检测健身车车轮转动速度 ， 用 以便计 性， 系统在观众骑健身车 时， 同步对骑车者的心跳和血压进行全 程 监测 ， 并在屏幕上显示 出来 ， 同时记录骑车 的时间、 和速度 ， 让观 众 算机计 算出健身车 的行 进速度和行进 距离。 ４４机械 运 动 系统 ． 了解人在运动过程 中， 血压 、 心率与运动 的强烈程度的变化过程 。 本 机械运动系统 由健 身车 、 电机 、 发 风效装置组成 。 系统通过虚拟技术让观众骑 自行车健 身时漫游东莞 ， 对东莞的环 境 自行车采用高级竞赛 自行车 ， 接固定在 地台上 ， 直 前轮 的滚轴 有一个初步了解。 在展 品的趣味性设计上增加 了骑车发 电和力的演 前轮支架上安装一套霍尔传感器 ， 作为健 示 ， 观众直观地了解能量转换 的过程和作 用力与重力的作用 。 让 本 通过皮带与发 电机连接 ， 计算机通过传感器信号计算出健 身车速度并 系统 的人性 设计既让观众感 受到 了科学 的乐趣又可 以锻炼 身体 。 身车行进速度检 测用 ， 在屏幕上显示 出来 。 当健身车运动时带动 发电机 发电 ， 电机输 出 发 ３ 系 统 概 述 、 经整流滤波后分两 路 ， 一路与一 条Ｌ Ｄ Ｅ 灯柱连接 ， 随着车速的增 加 系统采用一部高级健 身车 ， 屏幕选用４ 寸Ｌ Ｄ ，固定在健 被点亮的Ｌ Ｄ ６ Ｃ 屏 Ｅ 灯就越多 ， 另一路通过与风机连接 ， 风机的风 叶安装 身车的正前方 约２ 米处 ， 中间设一个“ 风效装置” 内置一个充满气的 在一个有机玻璃罩 内， 内置一充满气的气球 ， ， 并 当风叶转 动时气球 气球 ， 装一条Ｌ Ｄ 旁边 Ｅ 光柱 。 身车 固定在一个地 台上 ， 电装置 、 会升起来 ， 健 发 可适 当在气球 内增加一定的配重 ， 让气球不至升得 太高。 控 制系统等均装在地 台内。 众骑上健身车后 ， 观 先带上一个腕式智 发 电机采用２０ ０Ｗ的风力发 电机 ， 输出电压 １伏 ， ４ 最大输出 电流 能血压计 ， 血压计 的信号输出线穿过健 身车车头的钢管直接 与计算 １Ａ 风机 选用１伏直 流电动机 ， ４。 ２ 功率２Ｗ ， ５ 风叶直径 １０ ｍ。 ８ｒ ａ
利用踩自行车发电储电用电设计说明书
利用踩自行车发电储电用电设计说明书设计者：尹哲祺陈宥成郭健洪何璨明刘玉舒指导教师：舒碧芬（工学院热能与动力工程2011级）作品内容介绍我们小组通过实验设计了一套采用机械能转变成电能并将电能储存在电池中，需要时使用于手机、照明灯等充电的装置，作品所需的机械能由日常生活中的人们骑行自行车产生，通过单车行进时车轮的转动带动电机转动，从而产生电能。
根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另外一种形式，在转化过程中其总能量不变。
通过对骑行自行车时产生的机械能的利用，增强能量的使用效率，节约人们日常使用的电能，以实现节能的目的。
同时这个作品也能够让人们在没有电源的情况下获得应急电源，以应对特殊情况。
该项作品的结构较为简单，便于使用，而且方便安装和拆除，对骑行自行车时所造成的阻力不会太大，使用时不会有强烈的疲惫感，适合长途骑行旅行者或单车骑行爱好者使用。
1 研究背景及意义电能既是最重要的能源，又是消耗其他能源生产的能源产品。
有资料显示，中国电力消耗量仅次于美国，已居世界第二位，而由于节能、节电意识薄弱造成的电能浪费占相当的比重。
而我们注意到在日常生活中人们自己在进行生命活动时所产生的机械能并没有得到很好的利用，最突出的一点就是骑行所产生的机械能。
在环境问题日益突出的今天，人们认识到低碳环保的重要性，自行车的销售量不减反增，人们在使用自行车作为交通工具及运动器材时无疑会有大量机械能的产生，若我们能将它们收集并加以利用，就可以为人们在外出遇到手机没电等紧急情况提供及时的救助。
我们致力于在不消耗人们额外时间的同时为他们的生活提供便利，与此同时完成节能的任务。
2 设计方案2.1电器控制该方案无需电器控制，使用时手动装置，不用时拆卸即可。
2.2机械部分使用零件：移动电源、固定支架、传动车轮、升压稳压电路板、直流有刷电机，usb接口以及导线组成。
组装设计：连接组装好传动车轮、升压稳压电路板、直流无刷电机以及usb接口线路，通过固定支架固定在自行车上，把移动电源接在usb接口上，骑行自行车即可对电源充电。
运动健身车与储能发电装置的设计研究
高校 理科 研 究
运动 健 身 车 与 储链 发 电 装 置 的 设 计 研 夯
广 东外语 外 贸 大学 南 国商 学院 王 东升
［ 摘 要 ］ 动健 身与发 电一体 化装置设计思路是在 日常健 身训 练与教 学工作 实践 中结合机械和 电子机 电原理的初步探 索性研 究 ， 运
Ｍｇ＋ Ｃｇ＋Ｋｇ ＝ｆ
式中 ， Ｍ为总体质量矩阵 ； Ｃ为总体阻尼矩阵 ； Ｋ为总体 刚度矩 阵 ； ｇ 为 节 点 位 移 为 结 构 所 受 外 力 。有 限元 分 析 的 主 要 步 骤 为 ： 建 模 ， 建 ① 创 结构的三维实体模型及有限元模型 。 ②加载及求解 ， 根据研究对象 的受 力和约束情 况 ， 对所 建模型施加 载荷 ， 并施 加符合实 际的边界条 件 ， 然 后求解运算和扩展模态 。 结果后处理 ， ③ 通过后处理 ， 可将结果列表 、 绘 制图形 、 作变形动画等 。 通过计算结果分析 ， 对设计的模型进行评价 ， 进 而进 一 步 修 改 ， 至 达 到 要 求 为 止 。 直 图 ２为车架模 态分析的计算模型。求解并扩展模态后 ， 得到车架各 阶 固 有 频 率 和 振 型 。 表 ２为 有 限 元 计 算 的 前 ４阶 固 有 频 率 ； 应 的 前 ４ 相 阶振 型 如 图 ３ 示 ， 中 虚 线 为 变 形 前 的 位 置 ， 线 为 变 形 后 的 位 置 。 所 图 实
将 人 体健 身 运 动 消耗 的 卡路 里 转 化 为发 条 的 机 械 能 作 为发 电 的 动 力 源 ， 设 计 合 理 科 学 的 控 速 或 反 馈 性 的 自动 控 速 装 置 、 流 稳 并 整
压 和 保 护 电路 ， 以保 证 发 条 能 量释 放 的 经 济 化 、 电 机 平 稳 运 转 和 用 电 器 的 用 电安 全 。研 究 的 目的 是 抛 砖 引 玉 ， 更 多的 体 育 工作 发 使
健身单车发电系统装置的研究
健身单车发电系统装置的研究作者：刘红涛等来源：《科技经济市场》2014年第04期摘要：基于节能环保的理念，设计一个健身单车发电系统。
该系统将人骑单车产生的机械能通过发电机最终转化为电能输出。
利用蓄电池储存电能，以供其他用电设备使用。
本文就此系统的基本原理进行了讨论，并对各部分设计进行论述，从而论证此系统的可实施性。
关键词：健身单车；发电机；转速；变传动比调速随着人们物质生活的不断提高，身体健康越来越受到人们的高度重视，健身会所则受到人们的青睐。
根据这一现象，我们调查发现，在健身过程中，人体运动所产生的大量能量被白白的浪费。
因此设想，将人们健身时产生的机械能转化为可利用的电能。
利用健身单车发电的创意正好符合国家倡导的节能环保理念，具有重要意义和实用价值，发展前景十分广阔。
1 系统装置设计要求一、根据调查得知，一般一个成年人在健身单车上运动时产生的平均功率为150～180W，所以设计时应采取功率小且效率较高的发电机。
二、由于健身的人群有年龄、性别、体能等差异，骑车的速度会有所不同，即转速具有不稳定性，并且机械运动速度越大，阻力越大，所以在设计系统时要加入转速可调装置，以适应不同人的运动需要。
三、人们在健身单车上不可能保持一个不变的速度，导致前面的发电机转速不稳定，致使其输出电压忽高忽低，所以系统中必须引入稳压系统。
四、由于人在健身时会频繁的启停，因此，系统要有适应频繁启停的能力。
五、为了避免电能的浪费，在系统中需加入一个电能储存装置。
2 系统装置的工作原理健身者蹬脚踏板时，转速较低，加入一个传动装置将转速提高一定的倍数，带动发电机转动，输出三相交流电，经三相二极管整流桥整流变为电压脉动的直流电，输入到直流稳压斩波器，PWM输出控制器利用电压反馈信号的输入，控制直流稳压斩波器件的占空比，从而输出幅值保持稳定的直流电。
直流电通过逆变器变为电压、频率稳定的交流电，供用电设备使。
用电设备正常工作时，对蓄电池进行充电；非正常工作时，蓄电池向负载进行放电。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于动感单车发电储能装置的设计构思摘要
随着生活质量的不断提高，给环境带来的损害也日益增加，在日常生活中可以多采用可再生的清洁能源来满足我们的日常生活。
针对这种清洁能源考虑到动能发电，并联想出了动感单车这一构思，将运动者在骑行过程中的动能转化为电能储存起来。
该动感单车发电系统由改进的动感单车、齿轮带传动系统和发电机组成，采用三角形V带传动，并将产生的电能用于日常生活中，有效减少了对环境的污染,克服了现有技术中电能无法回收的问题，实现了电能的回收利用、促进低碳环保的发展。
关键词：动感单车；动能转化；带传动系统
1. 研究背景与意义
随着各种先进技术的持续改善和人民生活水平的不断提高，很多人也将动感单车作为平时运动必备的一项有氧运动。
针对这两种情况，设计研制出的一套发电的装置，将人们身体在骑行锻炼过程中所产生的一部分能量转化为电能，将所储存出的电能转化用于日常的生活需要，动感单车传动的部分功能器材通过利用新技术而不断改造及升级，具有极其广阔良好的经济发展前景，从而起到节能和环保的作用。
动感单车发电装置主要是运动者通过机械运动将机械能传输给发电机，发电机通过储能设备将产生的电储存起来。
可以将储存起来的电能用于日常生活中，能够节约资源保护环境。
2. 国内研究现状
刘佰龙等在减震自行车发电系统设计的研究中提出了从减震系统中回收电能。
段波等人（2009）针对自行车发电系统的动态特性，分析了踏板转速与发电机转子转速关系，交直流
输出电压等关系，计算得出输出功率约为150瓦，达到了预期的效果，从而验证了单车发电
系统的可行性。
3. 设计的思路
目前在市场使用上最为常见的动感单车发电装置，通常也都是通过利用与动
感单车的链条之间以及传动齿轮之间，发生的机械摩擦现象来进行驱动进行发电。
动感单车发电装置主要是指通过让原本固定安装在电动自行车辐条上的超强电磁
铁芯借助于骑行过程，而能产生巨大的磁动力从而做出类似切割金属磁感线之类
的机械运动效果，这种运动的方式可以产生负载的电流,从而直接满足了各种电
子设备之间的直流供电的需求。
虽然说在现在已经快实现可以借助动感单车来进行发电的这一特殊功能，但
是在实际应用的普及推广等应用问题中还存在有很多问题。
近年来随着人们环保
意识要求的日益不断地提高，动感单车发电装置越来越受到人们的关注,目前市
场上的动感单车发电装置需要固定在车架上才能够适应，所以要使动感单车发电
装置持续性运行必须要有好的传动方式和发电的装置。
能够实现便携发电并实时
显示在智能显示屏上，在人们现在的物质生活中已经远远离不开节能和智能化的
时代。
4. 传动机构设计
现如今单车使用的最主要的传动方式是齿轮带式传动和链轮式传动这两种，
而该动感单车选择使用齿轮带的传动及连接方式。
其齿轮传动联接方式相对比链
轮连接方式相对容易简单而且精确稳定，且传动与连接的效率就相对于更高。
由于考虑其自身材质问题，带式齿轮传动与连接部件更关键的主要特点：是
它要确保能够更适合于在高速、高温或潮湿环境等一系列极高恶劣的工作和环境
状况条件下运行。
虽然自制的带轮自动已经完全能够让电机与自动电机轴自动相
互进行匹配，但却仍远远无法保证直接可以将它们能够可靠的固定焊接在一起，
因此考虑到利用有限焊接工具的数量，将带轮轴直接与自动电机轴自动通过固定
焊接连接的方式固定的联接在了一起。
5. 固定支架设计
固定支架是动感单车的支撑部件也是最基础的部件，综合考虑发电及控制等
装置部件的方便安装和底座稳固的两个主要应用目的，设计研发出这样一套固定
装置支架。
由于带传动上固定螺钉的带长度可做到大致的固定，但是由于当带传
动电机连接螺丝到位固定后很可能会再次出现带的松动,所以通过使用符合该螺
丝设计尺寸的固定支架就能够可以随意地调节固定皮带传动电机高度,从而保证
无需手动改变固定时皮带传动电机连接的固定螺丝松紧程度。
该支架结构还主要包括了自由调节改变电机皮带与动感单车前后轮轴之间相
对应的平面位置，而且人们在骑动感单车经常会站立骑行，从而保证了单车的稳固，也能够做到直接与驱动电机的各级电机后的齿轮轴线相垂直平行的连接，从
而可以有效的达到自由调节前后齿轮变速比和电机带轮，可以直接实现与动感单
车的齿轮轴相对垂直平行运动这双重的效果。
能够有效确保驱动电机皮带轮套在
电动助力动感单车上，即使被使用者连续且长时间固定地骑行及使用状况下，仍
能够始终保持稳定且不会有打滑与松脱的情况，不至于因此影响了其他使用者长
时间骑乘后舒适的体验感。
6. 发电原理分析
首先动感单车的齿轮传动系统通过皮带轮与蜗杆相连接，蜗杆与蜗轮相咬合，蜗轮的中心处套有第一转轴，第一转轴通过齿轮与发电装置相咬合，第一转轴的
两端通过轴承与支撑架相连接；该动感单车发电系统，通过运动单车将动能转换
为电能，发电装置采用压电悬臂梁发电的原理，通过极性相同的磁铁之间相互切割，产生电能，即产生电压效应进而发电；合理的将运动和能源相结合，进而能
源利用率会不断提高，同时也提高了经济效益。
动感单车发电系统的特征在于，其包括动感单车、传动装置、传动装置控制
系统、电动机、电源模块、储电器、pwm控制器、动力调节模块、变压器、整流器、直流稳压器，电动机实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁
场的直流电流，称为发电机的励磁电流，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机，变压器能
够调整交流电源的电压比，让其与电动机保持一致，整流器能够降低交流信号的
波动范围，然后通过滤波器将交流信号变为直流信号，最后通过直流稳压器将这
股直流信号稳定下来传输给电动机，更具电生磁原理，电机会产生一个顺时针的
磁场，磁场会带动电机进行工作，产生相应的电流。
7.动感单车发电装置的整体结构
动感单车发电装置的运行和整体结构主要是传动系统和发电机以及动感单车，那么在发电装置设计的过程中离不开每一个部件，因为每一个部件都有它的重要
作用的功能。
运动者骑行动感单车时，首先是根据自身的体重和身高调节自身最
适合、最舒适的座位身高，这样不仅有利于运动者的正确骑行姿势，而且有利于
发电装置的匀速发电；然后再就是本文设计的发电装置的变速系统即变速器，它
不仅可以保证运动者的骑行速度和发电稳定性，而且可以避免骑行过程中的空转
现象，可以确保运动者的骑行安全；在运动者骑行动感单车过程中，动感单车的
发电装置主要通过运动者踩踏蹬板来控制发电装置发电
8. 结论与展望
本文的设计确定了局部和整体的动感单车发电装置设计方案。
并且分析了永
磁发电机发电的方式和各个部位的传动方式，需要哪些相配合的传动机构，并且
将动感单车的发电装置分为执行的系统、控制的系统和驱动的系统三个部分。
随着人们健康意识的加强，根据我国近几年的发展和现状，人们对于大气的
污染和资源的缺乏有了一定的认识，时代的不断进步，人们也对环保卫生、节能
减排也慢慢的重视，从这几点出发，本次的设计动感单车发电装置也不断的被人
们所接受。
未来动感单车发电也会越来越先进、便捷、智能化，既可以让人们的
身体得到锻炼，又可以起到环保和机械能的再次利用的作用。
参考文献
[1] 刘佰龙. 减震自行车发电系统设计的研究[D]. 内蒙古工业大学, 2015.
[2] 段波, 蔡明明, 陈圣吉, 等. 自行车发电系统的动态分析[J]. 科技创
新导报, 2009(4): 1-4.
[3] 李大琳, 刘理钊, 陈少雄, 等. 基于太阳能的绿色骑行安全系统设计[J]. 山东工业技术, 2015(8): 1-2.
[4] Suhalka R, Khandelwal M C, Sharma K Ketal. Generation of Electrical Power using Bicycle Pedal.。