設計與製作腳踏車過程

By 林柏宏

設計• 降低成本• 安全• 發電效果明顯• 美觀• 就地取材、廢物再利用• 將發電系統牢牢固定在專屬場地• 發電顯示電路能輕易驅動• 外殼、包裝

參考

藍圖

• 騎乘時需不易晃動• 如何將腳踏車後輪架高？

腳踏車架

1. 角鋼

2. 鋼條焊接

3. 訓練台

評估角鋼 鋼條焊接 訓練台

成本 低 高 中

腳踏車固定方式 放在凹槽上 鎖死 快拆螺旋夾式

發電機固定難度 簡單 簡單 難

穩定性 低 高 中

支架製作難度 適中 難 現成

美觀 菱菱角角 尚可 簡單大方

最終結果 WIN

發電機選用A 、無刷馬達選用原因：

1. 成本低2. 壽命長、耐用3. 方便固定4. 傳動好製作

不採用原因：1. 發電功率太小2. 耐電壓太小，發電電壓過高易燒毀

發電機選用B 、中古汽車發電機選用原因：

1. 在報廢場皆可取得 2. 發電功率高

3. 耐電壓高4. 傳動好製作

不採用原因：1. 新竹找不到報廢場 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2. 質量重，發電機極難固定

發電機選用C 、中古伺服馬達採用原因：

1. 成本低 ( 中古 ) 2. 發電功率高

3. 耐電壓高4. 附固定架及底座

需克服困難：1. 轉軸特殊，傳動難製作2. 欲達到高電壓，轉速需很快

傳動皮帶輪選用原因：

1. 壽命長、耐用2. 間距、轉速比 可客製化

不採用原因：1. 價格昂貴外包訂做約 $6800交大金工實習工廠自製約 $2000~3000

原構想無法實現

X

傳動替代方案A 、橡皮筋代替皮帶選用原因：

1. 低成本2. 材料取得容易

不採用原因：有請教汽車老闆

他說皮帶之類的東西傳動一定發熱而皮帶跟橡皮筋不同在於皮帶受熱後會膨脹，而皮帶輪上有凹槽，膨脹後會使兩者結合更緊密，但橡皮筋無此特性。若在高速運轉狀況下，橡皮筋可能因此發熱融化、斷裂。

傳動替代方案B 、聯軸器採用原因：

1. 成本較低 ($600)2. 可牢固連接3. 耐高速運轉4. 可客製化-> 解決馬達轉軸特殊問題

需克服困難：兩軸心需在同一直線上，不然會產生震動

電路架構A 、發電系統方塊圖

發電機發電

整流 濾波 穩壓

LED 顯示電路

提供 LED 及 IC 電源

檢測發電電壓

電路架構B 、 LED 顯示電路

最終設計• 腳踏車架 → TIG風阻式訓練台• 發電機 → 中古伺服馬達• 傳動 → 聯軸器

製作• 腳踏車與發電機• LED 顯示條加底座

腳踏車與發電機

發電機 ( 馬達 )

聯軸器

風阻式訓練台

LED 顯示條加底座• LED 顯示條• 材料： LED*100 、電線壓條、電子零件

LED 顯示條加底座• 底座 ( 就地取材，資源再利用 )• 材料：木板、斷掉的木條、 L型鋼板、螺絲

完成品