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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 壓縮空氣動(dòng)力自行車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 空氣動(dòng)力自行車采用壓縮空氣作動(dòng)力源，通過(guò)車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來(lái)調(diào)節(jié)車速；從而組成整個(gè)氣動(dòng)彈簧工作系統(tǒng)。技術(shù)特點(diǎn)是多方面的，其環(huán)保性能好、能源利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、操作簡(jiǎn)單方便等，在環(huán)保效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比用傳統(tǒng)能源為動(dòng)力的交通工具對(duì)環(huán)境更加友好；經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價(jià)，適合于中等收入水平的家庭，所以比節(jié)能汽車更加容易推廣和普及。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品設(shè)計(jì)基本思路是用壓縮空氣作動(dòng)力源，通過(guò)車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來(lái)調(diào)節(jié)車速；從而組成整個(gè)氣動(dòng)彈簧工作系統(tǒng)。使用時(shí)打開控制按鈕,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)曹輪氣體分配裝置動(dòng)作，控制氣體進(jìn)入氣缸；在行駛過(guò)程中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)車把，改變氣流的大小，從而可以改變車輛的行駛速度；停止時(shí)將車把轉(zhuǎn)到原始位置，制造成本低、操作簡(jiǎn)單方便。技術(shù)特點(diǎn)是多方面的，有環(huán)保性能好、能源利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、操作簡(jiǎn)單方便等，在環(huán)保效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比用傳統(tǒng)能源為動(dòng)力的交通工具對(duì)環(huán)境更加友好；經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價(jià)，適合于中等收入水平的家庭，所以比節(jié)能汽車更加容易推廣和普及。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的 針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力機(jī)車存在高耗能、高排放、污染嚴(yán)重等缺陷，設(shè)計(jì)出一種低能耗、零污染、輕巧廉價(jià)的節(jié)能環(huán)保氣動(dòng)車，對(duì)于提高能源利用效率、保護(hù)城市環(huán)境、降低生產(chǎn)制造成本及使用費(fèi)用具有重要意義。 作品設(shè)計(jì)基本思路 本作品是用壓縮空氣作動(dòng)力源，采用雙側(cè)氣缸推動(dòng)，彈簧復(fù)位動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行工作。車體上安裝有高壓儲(chǔ)氣瓶，節(jié)流調(diào)速閥、調(diào)壓器等通過(guò)管路鏈接構(gòu)成供氣系統(tǒng)；兩側(cè)氣缸活塞拉桿與鏈條相連；兩側(cè)鏈條與超越式棘輪嚙合，鏈條另一端與復(fù)位彈簧相連，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；利用電機(jī)-槽輪分配機(jī)構(gòu)，順序控制兩側(cè)氣缸進(jìn)氣、排氣；通過(guò)車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來(lái)調(diào)節(jié)車速；從而組成整個(gè)氣動(dòng)彈簧工作系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn) １．通過(guò)采用氣動(dòng)彈簧系統(tǒng)，用壓縮空氣代替原油、電能、太陽(yáng)能或人力作為能源動(dòng)力可以提高能源利用率，防止環(huán)境污染，降低使用費(fèi)用； ２．雙槽輪機(jī)構(gòu)可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸進(jìn)出氣口的同步控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本； ３．采用雙側(cè)氣缸—棘輪機(jī)構(gòu)交替驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng)，保證車輛穩(wěn)定運(yùn)行； ４．通過(guò)車把控制傳感和調(diào)壓裝置，簡(jiǎn)單方便實(shí)現(xiàn)車速調(diào)節(jié)操作。 主要技術(shù)指標(biāo)： 車速：10km/h (最大時(shí)速可達(dá)40km/h) 氣缸速度：328mm/s 氣缸工作壓強(qiáng)：0.2MPa 儲(chǔ)氣瓶壓力：30MPa 儲(chǔ)氣瓶容積：20L 人體重量：75kg 車體重量：35kg 行程：約12km
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性和先進(jìn)性 １．現(xiàn)有的燃油車是以不可再生能源作為動(dòng)力；電動(dòng)車也是以電能這種二次能源作為動(dòng)力，自行車則是直接依靠人力行進(jìn)。然而燃油機(jī)車和電動(dòng)車的能源利用率低且不可再生，燃燒排放大量有害氣體，污染環(huán)境。自行車則受限于人的體力，不適合長(zhǎng)途乘騎。顯而易見，此作品巧妙地利用壓縮空氣代替原油、電力等作為動(dòng)力源，降低了能耗，提高了能源利用率，同時(shí)降低了使用費(fèi)用。由于氣動(dòng)車排放的是經(jīng)壓縮過(guò)濾的空氣，所以氣動(dòng)車具有零污染的特點(diǎn)，保護(hù)城市環(huán)境，減少空氣污染。 ２．通過(guò)雙槽輪分配機(jī)構(gòu)的使用，機(jī)構(gòu)能夠簡(jiǎn)單可靠地順序控制氣缸進(jìn)氣口進(jìn)氣、排氣口排氣，實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本。 ３．氣動(dòng)車兩側(cè)氣缸-棘輪機(jī)構(gòu)順序動(dòng)作使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，減小沖擊現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證車輛運(yùn)行穩(wěn)定、安全。 ４．通過(guò)傳感和調(diào)壓裝置可以方便的控制輸出力矩及車體速度。現(xiàn)如今原油價(jià)格一路飆升，我國(guó)原油進(jìn)口依存度已超過(guò)50%，而本作品用空氣代替原油作能源，一定程度上可以緩解我國(guó)原油資源缺乏的壓力。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品參加校第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽，榮獲一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段,樣品制作階段.
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)許可
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1．使用說(shuō)明 打開控制按鈕,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)曹輪氣體分配裝置動(dòng)作，從而控制氣體進(jìn)入氣缸，通過(guò)鏈條和棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)氣動(dòng)車的運(yùn)行。在行駛過(guò)程中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)車把，改變氣流的大小，從而可以改變車輛的行駛速度；停止時(shí)將車把轉(zhuǎn)到原始位置，同時(shí)關(guān)閉控制電源。 2．技術(shù)特點(diǎn) （1）環(huán)保性：氣動(dòng)彈簧動(dòng)力系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的燃燒系統(tǒng)，減少了環(huán)境污染。 （2）能源利用率高：氣動(dòng)彈簧系統(tǒng)對(duì)大氣的利用率比傳統(tǒng)的能源利用率高很多。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低：該氣動(dòng)車由簡(jiǎn)單的供氣系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)組成，并且大部分零配件現(xiàn)有市場(chǎng)已生產(chǎn)，采購(gòu)較為方便。 （4）操作簡(jiǎn)單方便：在行駛過(guò)程中，只要旋轉(zhuǎn)車把就可以改變車速。在啟動(dòng)和停止時(shí)，只要旋轉(zhuǎn)車把打開或關(guān)閉控制電源即可。 3．技術(shù)優(yōu)勢(shì) 在環(huán)保效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比用傳統(tǒng)能源為動(dòng)力的交通工具對(duì)環(huán)境更加友好；經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，氣動(dòng)車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價(jià)，適合于中等收入水平的家庭，所以比節(jié)能汽車更加容易推廣和普及。
同類課題研究水平概述
- 此次設(shè)計(jì)的壓縮空氣氣動(dòng)車，主要致力于解決傳統(tǒng)動(dòng)力車存在高能耗、高排放、污染嚴(yán)重等問(wèn)題，力圖設(shè)計(jì)出一種低能耗、零污染、輕巧廉價(jià)的節(jié)能環(huán)保氣動(dòng)車。由于本次參賽作品采用的是全新的壓縮空氣動(dòng)力系統(tǒng)，在與同類課題，如電動(dòng)車，太陽(yáng)能車的比較中也占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)。 電動(dòng)車的主要能源來(lái)自于蓄電池所提供的電力。主流的蓄電池種類還是有：鉛酸電池、鋰離子電池和晶膠電池。電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)在于其使用電力，因此電力供給系統(tǒng)就成為了影響電動(dòng)車發(fā)展的重要研究課題。當(dāng)前蓄電池發(fā)展迅速，尤其是鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)，年增長(zhǎng)速度在30%以上。但是，由于生產(chǎn)廠家繁多、規(guī)模小，品質(zhì)參差不齊，特別是數(shù)量眾多的中型及小型企業(yè)的污染問(wèn)題嚴(yán)重，污染防治設(shè)施不配套，生產(chǎn)沒有在嚴(yán)格的環(huán)保措施和工業(yè)安全衛(wèi)生條件下進(jìn)行，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害，使得蓄電池生產(chǎn)過(guò)程的污染問(wèn)題沒有得到很好解決。這樣的的蓄電池現(xiàn)狀制約著我國(guó)的電動(dòng)車行業(yè)，讓越來(lái)越多的人對(duì)此產(chǎn)生擔(dān)憂！ 除了電動(dòng)車以外，天然氣車在節(jié)能減排的大旗下應(yīng)運(yùn)而生，在短短的時(shí)間內(nèi)，天然氣車以不可阻擋的步伐向前邁進(jìn)。與燃油汽車相比，天然氣汽車是一種理想的低污染車。此外，與電動(dòng)汽車相比，天然氣汽車的續(xù)駛路程長(zhǎng)，對(duì)電動(dòng)車具有更加大的優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)的天然氣汽車大多為雙燃料汽車，具有更大的選擇性，符合可持續(xù)發(fā)展的要求！但是天然氣同石油一樣，是不可再生的，總有一天它會(huì)消耗殆盡。 太陽(yáng)能車采用了可再生的能源太陽(yáng)能為動(dòng)力。它利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其中，最常用的是硅太陽(yáng)能電池。硅太陽(yáng)能電池能把10%～15%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能，它既使用方便,經(jīng)久耐用,又很干凈,不污染環(huán)境,是比較理想的能源，只是光電轉(zhuǎn)換的比率小了一些。近年來(lái),美國(guó)已研制成光電轉(zhuǎn)換率達(dá)35%的高性能太陽(yáng)能電池。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽(yáng)能電池,但是成本與柴油發(fā)電相當(dāng)。由于太陽(yáng)能電池板的相對(duì)較低的轉(zhuǎn)化率和較高的維護(hù)費(fèi)用讓太陽(yáng)能電動(dòng)車發(fā)展緩慢，無(wú)法普及！ 相較而言，此次我們課題所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)車是用壓縮空氣代替原油、電能及其他新興能源，采用氣壓式彈簧動(dòng)力系統(tǒng)工作。因此無(wú)論在使用成本、環(huán)境污染控制及能源利用效率上都有其優(yōu)勢(shì)的一面。尤其是在能源采用方式上面去作的突破，本作品首次采用了壓縮空氣與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合的方式，對(duì)今下國(guó)際社會(huì)所關(guān)注的節(jié)能環(huán)保工作是一種有力的促進(jìn)作用。相信此作品能達(dá)到節(jié)能減排的作用。
