基本信息
- 項目名稱：
- 壓縮空氣動力自行車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 空氣動力自行車采用壓縮空氣作動力源，通過車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來調(diào)節(jié)車速；從而組成整個氣動彈簧工作系統(tǒng)。技術(shù)特點是多方面的，其環(huán)保性能好、能源利用率高、結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低、操作簡單方便等，在環(huán)保效益上來說，氣動車比用傳統(tǒng)能源為動力的交通工具對環(huán)境更加友好；經(jīng)濟效益上來說，氣動車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價，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。
- 詳細介紹：
- 作品設(shè)計基本思路是用壓縮空氣作動力源，通過車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來調(diào)節(jié)車速；從而組成整個氣動彈簧工作系統(tǒng)。使用時打開控制按鈕,轉(zhuǎn)動電機帶動曹輪氣體分配裝置動作，控制氣體進入氣缸；在行駛過程中，通過旋轉(zhuǎn)車把，改變氣流的大小，從而可以改變車輛的行駛速度；停止時將車把轉(zhuǎn)到原始位置，制造成本低、操作簡單方便。技術(shù)特點是多方面的，有環(huán)保性能好、能源利用率高、結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低、操作簡單方便等，在環(huán)保效益上來說，氣動車比用傳統(tǒng)能源為動力的交通工具對環(huán)境更加友好；經(jīng)濟效益上來說，氣動車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價，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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的 針對傳統(tǒng)動力機車存在高耗能、高排放、污染嚴重等缺陷，設(shè)計出一種低能耗、零污染、輕巧廉價的節(jié)能環(huán)保氣動車，對于提高能源利用效率、保護城市環(huán)境、降低生產(chǎn)制造成本及使用費用具有重要意義。 作品設(shè)計基本思路 本作品是用壓縮空氣作動力源，采用雙側(cè)氣缸推動，彈簧復位動力系統(tǒng)進行工作。車體上安裝有高壓儲氣瓶，節(jié)流調(diào)速閥、調(diào)壓器等通過管路鏈接構(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，鏈條另一端與復位彈簧相連，構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)；利用電機-槽輪分配機構(gòu)，順序控制兩側(cè)氣缸進氣、排氣；通過車把連接傳感裝置控制節(jié)流調(diào)速閥來調(diào)節(jié)車速；從而組成整個氣動彈簧工作系統(tǒng)。 創(chuàng)新點 １．通過采用氣動彈簧系統(tǒng)，用壓縮空氣代替原油、電能、太陽能或人力作為能源動力可以提高能源利用率，防止環(huán)境污染，降低使用費用； ２．雙槽輪機構(gòu)可以很容易實現(xiàn)對氣缸進出氣口的同步控制，結(jié)構(gòu)簡單，降低了生產(chǎn)成本； ３．采用雙側(cè)氣缸—棘輪機構(gòu)交替驅(qū)動車輪運動，保證車輛穩(wěn)定運行； ４．通過車把控制傳感和調(diào)壓裝置，簡單方便實現(xiàn)車速調(diào)節(jié)操作。 主要技術(shù)指標： 車速：10km/h (最大時速可達40km/h) 氣缸速度：328mm/s 氣缸工作壓強：0.2MPa 儲氣瓶壓力：30MPa 儲氣瓶容積：20L 人體重量：75kg 車體重量：35kg 行程：約12km
科學性、先進性
- 作品的科學性和先進性 １．現(xiàn)有的燃油車是以不可再生能源作為動力；電動車也是以電能這種二次能源作為動力，自行車則是直接依靠人力行進。然而燃油機車和電動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、電力等作為動力源，降低了能耗，提高了能源利用率，同時降低了使用費用。由于氣動車排放的是經(jīng)壓縮過濾的空氣，所以氣動車具有零污染的特點，保護城市環(huán)境，減少空氣污染。 ２．通過雙槽輪分配機構(gòu)的使用，機構(gòu)能夠簡單可靠地順序控制氣缸進氣口進氣、排氣口排氣，實現(xiàn)預定動作，結(jié)構(gòu)簡單，降低了生產(chǎn)成本。 ３．氣動車兩側(cè)氣缸-棘輪機構(gòu)順序動作使整個動力系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)，減小沖擊現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證車輛運行穩(wěn)定、安全。 ４．通過傳感和調(diào)壓裝置可以方便的控制輸出力矩及車體速度。現(xiàn)如今原油價格一路飆升，我國原油進口依存度已超過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原油資源缺乏的壓力。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品參加校第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技競賽，榮獲一等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段,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
- ■實物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場演示 ■圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1．使用說明 打開控制按鈕,轉(zhuǎn)動電機帶動曹輪氣體分配裝置動作，從而控制氣體進入氣缸，通過鏈條和棘輪機構(gòu)帶動氣動車的運行。在行駛過程中，通過旋轉(zhuǎn)車把，改變氣流的大小，從而可以改變車輛的行駛速度；停止時將車把轉(zhuǎn)到原始位置，同時關(guān)閉控制電源。 2．技術(shù)特點 （1）環(huán)保性：氣動彈簧動力系統(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：氣動彈簧系統(tǒng)對大氣的利用率比傳統(tǒng)的能源利用率高很多。 （3）結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低：該氣動車由簡單的供氣系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)組成，并且大部分零配件現(xiàn)有市場已生產(chǎn)，采購較為方便。 （4）操作簡單方便：在行駛過程中，只要旋轉(zhuǎn)車把就可以改變車速。在啟動和停止時，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 在環(huán)保效益上來說，氣動車比用傳統(tǒng)能源為動力的交通工具對環(huán)境更加友好；經(jīng)濟效益上來說，氣動車比同類型的節(jié)能產(chǎn)品更加輕便廉價，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)計的壓縮空氣氣動車，主要致力于解決傳統(tǒng)動力車存在高能耗、高排放、污染嚴重等問題，力圖設(shè)計出一種低能耗、零污染、輕巧廉價的節(jié)能環(huán)保氣動車。由于本次參賽作品采用的是全新的壓縮空氣動力系統(tǒng)，在與同類課題，如電動車，太陽能車的比較中也占據(jù)一定的優(yōu)勢。 電動車的主要能源來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。電動車的優(yōu)勢在于其使用電力，因此電力供給系統(tǒng)就成為了影響電動車發(fā)展的重要研究課題。當前蓄電池發(fā)展迅速，尤其是鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)，年增長速度在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)的污染問題嚴重，污染防治設(shè)施不配套，生產(chǎn)沒有在嚴格的環(huán)保措施和工業(yè)安全衛(wèi)生條件下進行，對生態(tài)環(huán)境造成危害，使得蓄電池生產(chǎn)過程的污染問題沒有得到很好解決。這樣的的蓄電池現(xiàn)狀制約著我國的電動車行業(yè)，讓越來越多的人對此產(chǎn)生擔憂！ 除了電動車以外，天然氣車在節(jié)能減排的大旗下應運而生，在短短的時間內(nèi)，天然氣車以不可阻擋的步伐向前邁進。與燃油汽車相比，天然氣汽車是一種理想的低污染車。此外，與電動汽車相比，天然氣汽車的續(xù)駛路程長，對電動車具有更加大的優(yōu)勢。目前，我國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，總有一天它會消耗殆盡。 太陽能車采用了可再生的能源太陽能為動力。它利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能來驅(qū)動電機。其中，最常用的是硅太陽能電池。硅太陽能電池能把10%～15%的太陽能轉(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,美國已研制成光電轉(zhuǎn)換率達35%的高性能太陽能電池。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽能電池,但是成本與柴油發(fā)電相當。由于太陽能電池板的相對較低的轉(zhuǎn)化率和較高的維護費用讓太陽能電動車發(fā)展緩慢，無法普及！ 相較而言，此次我們課題所設(shè)計的氣動車是用壓縮空氣代替原油、電能及其他新興能源，采用氣壓式彈簧動力系統(tǒng)工作。因此無論在使用成本、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械設(shè)備相結(jié)合的方式，對今下國際社會所關(guān)注的節(jié)能環(huán)保工作是一種有力的促進作用。相信此作品能達到節(jié)能減排的作用。
