ВВЕДЕНИЕ 4
1 Состояние проблемы маломощного электротранспорта и обоснование
путей ее решения 6
1.1 Общие сведения о маломощных электрифицированных
транспортных средствах 6
1.1.1 Инвалидные коляски - основной объект исследований 6
1.1.2 Электроскутеры 8
1.1.3 Электроквадроциклы 9
1.1.4 Электровелосипеды 10
1.1.5 Нетрадиционный электротранспорт 11
1.2 Анализ эксплуатационных и технических характеристик маломощных электрифицированных транспортных средств 12
1.2.1 Характеристики инвалидных колясок и скутеров 12
1.2.2 Важная специфическая черта электротранспорта 16
1.3 Обоснование выбора электродвигателя 18
1.4 Анализ собственного опыта разработки транспортных средств с
электроприводом 24
2 Разработка транспортного электропривода инвалидной коляски 30
2.1 Энергетическая оценка реализуемости проекта 30
2.2 Разработка концепции инвалидной коляски 31
2.3 Обоснование массогабаритных показателей и других
конструктивных параметров 33
2.4 Анализ вариантов конструкции транспортной базы с задним и
передним приводом 36
2.5 Выбор трансмиссии 40
2.6 Расчет параметров кинематической схемы электропривода 41
2.7 Расчет сцепления ремня 45
2.8 Расчет блока управления электродвигателем 47
3 Разработка вспомогательных электроприводов 53
3.1 Разработка электропривода санитарно-гигиенического устройства53
3.1.1 Концепция санитарно-гигиенического устройства инвалидной
коляски 53
3.1.2. Расчет электропривода санитарно-гигиенического устройства .. 56
3.2 Разработка встроенного массажного устройства 62
3.2.1 Разработка компрессионного массажного устройства 62
3.2.2 Разработка вибрационного массажного устройства 68
4. Перспективы применения разработанного электропривода 71
4.1. Экономический анализ проекта 71
4.2 Безопасность использования электрифицированой инвалидной
коляски 72
4.3 Перспективы применения разработанных электроприводов 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
Актуальность проблемы создания энергоэффективного электропривода для маломощных электрифицированных транспортных средств обусловлена тремя основными группами объективных факторов.
Во-первых, такой электропривод в настоящее время крайне востребован. Основным его применением могут стать инвалидные коляски, которые в нашей стране представлены, преимущественно, морально устаревшими образцами отечественного производства с ручным приводом. Известно немало электрифицированных колясок западного производства, однако они слишком дороги. Появляются на рынке и их более дешевые российские и китайские аналоги, но они недостаточно надежны.
Во-вторых, такой электропривод может найти применение в других, порой весьма неожиданных, областях. Среди множества образцов «народного творчества» автору более всего понравилась электрифицированная тачка, позволяющая легко перемещать по строительной площадке кирпичи и другие материалы общей массой около 100 кг. Это, на наш взгляд, удачное заполнение коммерческой ниши между классической ручной тачкой и погрузчиком. Такой подход еще может быть полезен при разработке техники пожаротушения в труднодоступных местах, различного оборудования для военных.
В-третьих, электрифицированные скутеры, велосипеды и прочие легкие транспортные средства имеют далеко не идеальные электроприводы, которые могут быть заменены на более эффективные.
Целью диссертационного исследования являлось повышение качества жизни инвалидов и облегчение ручного труда некоторых категорий рабочих, в частности, строителей [7].
В соответствии с указанной целью были поставлены две основных задачи - разработка универсального электропривода для различных маломощных транспортных средств и разработка вспомогательных электроприводов конкретно для инвалидной коляски.
Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили фундаментальные и прикладные исследования отечественных и зарубежных ученых, нормативные документы, материалы научно-практических конференций, периодических изданий.
Новизна работы заключается в следующем:
1. Электропитание коллекторного двигателя повышенным напряжением с интеллектуальной системой стабилизации тока обеспечивает высокий крутящий момент на любых оборотах.
2. Санитарно-гигиеническое устройство инвалидной коляски и два вида массажера являются принципиально новыми техническими решениями.
Практическая значимость полученных научных результатов состоит в том, что разработанными предложениями уже заинтересовались 2 предприятия.
В настоящей работе на основе изучения практики использования большого количества маломощных электрифицированных транспортных средств различного назначения были разработаны три собственных конструкции электроприводов, способные заметно облегчить жизнь отдельным категориям людей. Основное применение данных электроприводов - инвалидные коляски, но они также могут использоваться во многих других областях. В частности, набирающие популярность в нашей стране электрифицированные велосипеды, скутеры и другие подобные транспортные средства далеки от совершенства. Вполне вероятно, что полученные в работе научные результаты будут способствовать повышению их потребительских качеств.
Исследования носили не столько теоретический, сколько практический характер. В ходе работы были основательно изучены потребности реальных маломобильных граждан в доме ветеранов и учтены их пожелания. В частности, идея разработки санитарно-гигиенического и массажного устройств появилась именно так. Базовые элементы транспортного электропривода были отработаны при проектировании и изготовлении электровелосипеда.
Основными задачами исследований были разработка универсального электропривода для различных маломощных транспортных средств и специализированных вспомогательных электроприводов конкретно для инвалидной коляски. Обе задачи были успешно решены. Разработанный транспортный электропривод является универсальным - он подходит как для многих транспортных средств, так и для конструирования принципиально новых образцов техники. Его важной чертой является оригинальная схема электропитания повышенным напряжением со стабилизацией тока. Это позволило обеспечить высокий крутящий момент при любых режимах эксплуатации. Санитарно-гигиеническое и массажные устройства являются новаторскими решениями. Их можно использовать не только в инвалидных колясках, но и лечебно-профилактических учреждениях для некоторых категорий больных.
Работа над электроприводами не была началом деятельности автора в этой области и, вероятно, будет иметь продолжение в дальнейшем. В прошлом, совместно с фирмой «Фарадей» был изготовлен и успешно испытан электровелосипед. В будущем есть совместные планы с рядом заинтересованных организаций по производству инвалидных колясок.
Хочется верить, что полученные в ходе работы над магистерской диссертацией научные результаты принесут пользу людям.
