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(shè)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(yè)技術(shù)學(xué)院 車輛工程學(xué)院，江蘇 常州 213164；2.江蘇大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

為了解決特殊人群出行難問題，設(shè)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(qū)動輪，底盤的尾端固定兩個后驅(qū)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(lián)網(wǎng)和共享經(jīng)濟理念，借助于智能通訊設(shè)備，將電動助力車共享循環(huán)使用。

共享；電動助力車；互聯(lián)網(wǎng)；循環(huán)使用

1 引言

當(dāng)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(nèi)部區(qū)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(lián)網(wǎng)和共享經(jīng)濟的共享電動助力車就應(yīng)運而生[1-3]。

本設(shè)計屬于電動車設(shè)備技術(shù)領(lǐng)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(qū)動輪，底盤的尾端固定兩個后驅(qū)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(lián)網(wǎng)和共享經(jīng)濟理念，借助于智能通訊設(shè)備，將電動助力車共享循環(huán)使用。

2 具體設(shè)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(qū)動輪和后驅(qū)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(qū)動輪，底盤的尾端固定兩個后驅(qū)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(jié)構(gòu)組成圖

圖中，1加速手柄；2屏幕顯示模塊；3聯(lián)結(jié)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(gòu)；9前叉；10前驅(qū)動輪；11底盤；12電源模塊；13后驅(qū)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(lián)結(jié)器、制動手柄、上空管、信息采集模塊、下空管、折疊機構(gòu)和前叉。聯(lián)結(jié)器、上空管、下空管、折疊機構(gòu)和前叉依次連接，屏幕顯示模塊固定在聯(lián)結(jié)器的上表面，加速手柄和制動手柄分別固定在聯(lián)結(jié)器的兩側(cè)；信息采集模塊固定在上空管上，前叉與前驅(qū)動輪連接；所述的下空管內(nèi)含定位模塊，前驅(qū)動輪內(nèi)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(nèi)部導(dǎo)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)庫相連，將中央處理器的數(shù)據(jù)上傳至云數(shù)據(jù)庫內(nèi)或?qū)⒃茢?shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息通過中央處理器存儲，發(fā)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(fā)送至云服務(wù)器；云服務(wù)器適于將機場公共區(qū)域設(shè)定為電子圍欄，且當(dāng)共享電動助力車位置信息進入或離開該電子圍欄區(qū)域后，云服務(wù)器判定共享電動助力車進入或離開機場公共安全區(qū)域，自動發(fā)送報警信息到用云服務(wù)器[4-5]。

圖2 共享電動助力車功能模塊圖

云數(shù)據(jù)庫的云服務(wù)器根據(jù)信息采集模塊采集的信息，將該用戶騎行時間統(tǒng)計計時，并與其銀行卡在線支付功能相聯(lián)通匹配，進行費用電子結(jié)算。定位模塊采用GPS定位模塊；底盤為三模模型設(shè)計，使用碳纖維材料。云數(shù)據(jù)庫的云服務(wù)器根據(jù)信息采集模塊采集的信息，將該用戶騎行時間統(tǒng)計計時，并與其銀行卡在線支付功能相聯(lián)通匹配，進行費用電子結(jié)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(zhuǎn)化為5v直流電，為中央處理器供電；另外通過220v交流電轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(jù)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(shè)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(cè)和座椅后背；當(dāng)騎行人員掃描該車二維碼后，云數(shù)據(jù)庫接通中央處理器，中央處理器控制前驅(qū)動輪內(nèi)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(qū)域，電動助力車上面明顯位置處設(shè)置有二維碼，電動助力車驅(qū)動輪上設(shè)置有智能鎖車模塊。當(dāng)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(nèi)部安全區(qū)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(dāng)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(guān)聯(lián)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(huán)節(jié)，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(qū)域內(nèi)行駛。當(dāng)?shù)竭_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(guān)鎖即可，智能鎖車模塊同時結(jié)束計時，成功扣費。

由于微信和支付寶已經(jīng)實現(xiàn)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(nèi)的微信和支付寶掃描共享助力車的二維碼，從而實現(xiàn)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(guī)劃機場，地鐵內(nèi)的行駛路線。

4 結(jié)論

本設(shè)計充分利用互聯(lián)網(wǎng)和共享經(jīng)濟理念，借助于智能通訊設(shè)備（手機，IPAD等），將電動助力車共享循環(huán)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

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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(yè)技術(shù)學(xué)院講師，江蘇大學(xué)博士研究生在讀，從事電動汽車設(shè)計研究。

江蘇省高校自然科學(xué)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(xué)生實踐創(chuàng)新項目（201813114008Y）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.013