电动车.docx

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电动车

开题报告

一课题来源

本课题----电动代步车改装设计-----是伍国俊老师设计命题的

二研究目的和意义

电动代步车是老年人、残疾人以及家庭主妇等人群的一种较理想的代步工具，也是近年

来电动车市场发展的一个分支，具有一定的消费市场。

本文在分析国内外现有电动休闲车和电动轮椅车设计状况和优缺点的基础上，提出了一种兼有两种车型优点的轴距可调式新型电动代步车的设计方案，并利用现代设计理论和分析技术对该方案进行了结构设计和分析，主要研究内容如下：

①代步车国内外现状分析与研究，特别是对现有电动休闲车和电动轮椅车结构优缺点的讨论，在此基础上提出了一种滑管式轴距可调的新型电动代步车设计方案；

②对电动代步车的现代三维设计开发技术进行了讨论与分析，在此基础上采用Ｐｒｏ／Ｅ对上述新型电动代步车设计方案进行了结构设计和建模，对整车几何特性、物理特性与设计参数各种运动工况进行了分析计算和校核、对关键零部件进行了选用与分析；

③采用ＡＮｓＹｓ有限元分析技术对上述电动代步车的整体结构进行静动强度、刚度及固有频率、振型分析和计算，特别对上述轴距可调的滑管式结构接触有限元分析与计算；

④在上述设计与分析基础上，制作出了一种滑管式轴距可调的新型电动代步车样车，进行了相关校核与评价，初步验证了上述设计方案的可行性．上述研究与分析为新型电动代步车的设计开发打下了一定的基础，取得了一定效果并达到了预期目标。

三内外研究现状和发展趋势.学术动态

电动车的发展史比燃料汽车更长。

世界上第一辆机动车就是电动车。

后来，由于燃油汽车技术的迅速发展，而电动车能源技术和行驶里程的研制上长期未能取得突破，从20世纪20年代初至60年代末，电动车的发展进入了一个沉寂期。

进入70年代以来，由于中东石油危机的爆发以及人类对自然环境的日益关注，电动车才再度成为技术发展的热点。

近几十年来随着科技的进步、工业的发展、环境的污染、交通的紧张，意外事故频繁发生，残疾人数在急剧增加。

我国的残疾人口每年以七十万到八十万的速度在增长，也就说每天增加两千多名残疾人，每四十秒钟左右就要增加一名残疾人。

据２００６年４月１日起至５月３１日结束的第二次全国残疾人抽样调查，目前，我国各类残疾人总数８２９６万人，残疾人占全国总人口的比例为６．３４％。

各类残疾人的人数中肢体残疾２４１２万人，占２９．０７％。

由于他们丧失了行走能力，因此他们的各种生活权益急需要得到保障，为残疾人群体的特殊需求也应得到关注。

目前世界各国都正面临人口老龄化的问题，２００６年欧洲６５岁以上的人口大约占该地区总人口的１４．７％，达一亿人以上，预计到２０３５年后将会超过１６％，日本政府的一份调查显示，未来１０年内，日本６５岁以上人口的比例可能突破四分之一。

我国也正在进入人口老龄化阶段，６０岁及以上的老年人已达到１．４３亿，占全国人口总数的１０．９７％以上．预计到２０１０年我国老龄人口将达１．６亿，约占人１：

３总数的１2％，并将于２０１５年突破２亿，而到２０４４年前后甚至将高达４亿。

这将意味着我国正面临着世界各国从未遇到过的一场人口危机，即不远的将来我国有劳动能力的人的数量要大幅度减少，而需要照顾的高龄者人数将要增加。

高龄人的一个很大的障碍就是步行能力减弱，最后还可能不能行走，在这种条件下，需要有劳动能力的人照顾他们。

为了节省劳动力，让有劳动能力的人为国家作贡献创造社会财富，就应该使需要照顾的老年人和肢体残疾者行动自立。

因此，为老龄人和残疾人提供一种方便、简单、安全可靠的代步工具越来越引起全社会的重视和关注吲，对于这方面的基础研究和产品设备的开发也将是我国未来经济发展重要课题。

中国在这方面的研究和发展才刚刚起步，目前全国各省都新兴起一些开发研制电动代步车的厂家，尤其是在浙江、上海、广州和香港比较多，最近重庆有家摩托车厂也开始研发电动代步车．去年中国医学会已投入大量的人力物力来开发残疾人使用的电动轮椅车。

但大多数厂家都还处在研发阶段，批量生产的的单位还很少！

四设计的方向

以减轻使用者经济负担的新型的适宜的交通工具是人们普遍的愿望和需求ｌ糟】例。

电动代步车作为交通工具之一，由于环保起人们的喜爱【４ｌ。

尤其是具有中、短行驶里程的、低速的、单人骑行的电动代步车，更是给老年人或残疾人士带来了极大的方便。

电动代步车的基本原理和电动汽车相同，只是体积更小，一般乘坐单人；速度慢，一般在每小时６公里左右；爬坡能力在８０一１２。

之间。

而且电动代步车具有其他一些明显的优点：

①噪音低、振动小。

电机驱动时要比内燃机噪音小得多，其传动机构也简单，因而噪音和振动较小。

②能源利用率高及能源多样化。

采用二次能源——电能，而电能可以由其他能源转化而来，如风能、水能、核能、太阳能、热能、化学能等，所以电动代步车对缓解目前全球石油危机有积极作用。

电动代步车在平道上行使功率不超过１００Ｗ，一次充电能耗不超过ｌｋＷｈ，而且可以利用夜间电网负荷不足的时候进行充电，这对提高电网的运行效率大有益处。

③结构简单、易维修。

与内燃发动机相比，电动机结构要简单得多，故障也少，电动机的日常维修量较内燃机也要少得多。

④无污染。

以蓄电池为能源，以电机为动力，行驶时没有尾气排放。

电动车因其结构形式简单，操作简易以及动力补给方便的优点，越来越受到广大家庭主妇、残疾人和老年人的青睐。

文献综述

机电与建筑工程学院08级艺术设计

学生：

乐征指导老师：

伍国俊

摘要：

机械产品设计是人的创造性的活动，是为了满足人类某一种需求而进行设计的设计的第一步是‘‘认识需求”，并由此决定要设计一种装置来满足它，基本目的就是把需求限定在某种确定的方面，并限定满足需求的一些特殊的技术要求和特性，这样就可以在下一步寻求解决这一特定问题的解法。

关键字：

动力性，安全性，舒适性

绪论

目前，关于代步工具领域的研究主要是在欧美、日本以及中国台湾．实际上欧美、日本等国家在很早以前就己注意到了这种高龄人口的社会问题，为步行能力弱的高龄者和残疾人，开发了各种类型的电动轮椅代步工具。

在欧美、日本等国家目前进入实用化阶段的电动车几乎都是作为外出移动手段的室外用的电动轮椅车和代步休闲车。

法国研究智能轮椅由轮椅、超声波传感器、人机界面组成，设置为手动、自动、半自动三种模式。

美国ＰＲＩＤＥ公司生产的电动代车已经销售到世界许多国家和地区剀Ｍ。

台湾电动代步车和轮椅车盼工业已经发展成为了地区经济的支柱产业．

这种趋势不仅代表了目前代步车行业发展的大势，也在一定的程度上预示了今后相当一段时间内代步车行业的发展方向。

应该说，代步车行业目前表现出来的趋势反映了消费者和市场的诉求，是符合整个产业发展方向的，这些特点和趋势集中表现在四个方面，即追求更好的舒适性、更强的动力性、更高的安全性和更靓的外观。

一题研究的意义

由于汽车、摩托车等代步工具需要消耗燃油才能实现其功能，普遍存在空气污染和噪音等问题，随着国际油价的不断上涨，使机动车辆使用成本越来越高，另外随着全球对汽车排放控制、能源利用等问题的日益关注，清洁、环保、节能的新能源电动车已成为世界汽车工业发展的熟点。

各种燃气汽车、电动汽车、混合动力汽车技术在近几年得到了快速发展。

电动交通工具也有很高的科技含量Ｉ≈旧．它的发展，在技术上可以得到一系列科技成果的支持，比如电动车中广泛使用的永磁电机，所用材料在我国有比较丰富的资源，具有产业优势；又如越来越多的电动车开始采用我国自行研制的蓄电池，这些都是与未来电动交通工具工业密切相关的工业成果。

轻型电动休闲、代步车的推广。

为今后电动车的规模化发展起了促进作用。

发展电动休闲、代步车在我国有很大的经济利益和节能功能，轻型电动车每百公里耗电一度半，折合人民币一块钱左右，一般的家庭都完全可以接受。

这几年我国的电动车发展很快，从１９９７年不足２００００辆达劭了去年的１００

万辆以上，消费者已对用电能驱动的车辆不再陌生。

这种氛围为我国电动休闲、代步车的发展提供良好的市场环境。

另外发展电动车有益于保护环境，也是解决我国石油资源紧缺问题的一个方向，符合我国广大百姓的生活消费水平需要。

所以电动代步车有很广阔的市场前景和巨大的市场潜力，给一些厂商带来了很大的商机，四轮电动休闲、代步车是电动车市场的一个新兴领域，主要实用与老年人、残疾人以及学生和妇女，在为消费者提供行动便利与舒适性的条件下，这种电动休闲、代步车的市场需求是相当看好的。

二文主要研究内

本设计主要面向老年人、妇女和肢体残疾者，研究开发一种室内外两的前后轴距可以自动调节，具有万向移动功能的电动代步车。

本论文主要在以下几个方面开展了工作：

①通过查找国内外电动车专利，对国内外现有电动代步车结构进行分析研究，调查和分析已有的解法原理，找出当前代步车在结构设计方面存在的缺和不足，以及影响使用者使用的各方面不利因素，并通过大量调查走访，了解现代人群对代步车的使用要求和建议，在设计和构思中加以采纳和应用。

②利用Ｐｒｏ／Ｅ软件实现车体的三维建模，创建部件效果图和整车效果图，用Ａｕｔｏ／ＣＡＤ对部件进行详细设计，使车身设计及制造过程实现无误码数据传递，直接沟通车身各个设计和制造环节，把传统车身设计与制造方法和现代计算机设计技术紧密结合起来。

③利用ＡＮＳＹＳ软件对代步车主要部件进行有限元计算和仿真模拟实验，并对模拟的结果作详细分析，根据分柝结果进行结构设计改进。

对车身的主体件静力分析，及时发现结构设计中存在的缺陷和不足，并及时采取有效措施进行改进。

通过车身结构的模态分析，掌握车身振动产生的机理和振动的特性，避免前后部分和人体发生共振。

通过接触分析了解滑动接触过程中摩擦产生的原因，对接触受力进行仿真，研究过盈配合和结构发生变形情况下的应力大小及分布情况，为结构设计部件的设计和选取提供参考依据。

④完成产品的总体设计、部件设计、完成交付制造和加工的图样资料，同时编制全套技术文件，指导生产厂进行加工．

本论文在于结合当前代步车设计开发项目的实施，实现了现代计算机技术在车身开发的应用，更突出了设计背景和实用性，体现了人和车结合的需要．本课题研制开发一种轴距可调节的电动代步车，此车共有四轮，前面两个万向轮可以任意转向；后面两个驱动轮，分别由两个电机驱动，可以实现３６０度全方向移动，能在室内、走廊、过道等狭小的空ｆ回运动。

速度慢，行驶安全，带有智能控制器，使用者很容易对前进、后退、加速、制动、行进间转弯等运动实施有效安全地操作控制。

本课题研发的电动代步车结构紧凑，具有传动比大、传动效率高、体积小、承载能力大、传动

噪音小、传动平稳等特点。

根据材料、结构、人体工程力学、美学等原理，充分吸收各种代步车的先进的造型技术，将电池、控制器、驱动器等巧妙地布置在座椅下面，使重心分布和转动装置设置在最佳位置，整车形态小巧优美，骑行平稳舒适，简洁方便。

本课题由重庆大学与日本ＤＡＩＳＨＩＮ公司联合开发，结合现代机电一体化技术，自动控制技术和新材料、新工艺技术，车型设计制作与现代环境和人文习俗相适应，本文最后并对电动代步车舒适性、平顺性、操纵稳定性、爬坡性能、加速性能、轴距调节功能进行试验和测试。

本课题研发的电动代步车属于新型产品开发，目前在国内外属于首创。

设计研发出的代步车体积小、重量轻、智能化、可拆卸、行驶安全、操作方便、轴距自由调节。

参考文献

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王佝成．有限元法，清华大学出版社．２００２

李黎明．Ａ