電瓶車晴雨天智能雨棚的設(shè)計*

郁志康，張學(xué)萍

（安徽三聯(lián)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

電瓶車智能雨棚是通過對傳統(tǒng)電瓶車雨棚的智能化設(shè)計，從而使其擁有更多的功能。它可以自動感應(yīng)天氣、自動變形擋風(fēng)，非常耐用清潔等等。智能雨棚可以自動識別以及開關(guān)，為騎行者省去了許多不必要的步驟與麻煩。智能雨棚的研發(fā)目前仍處于萌芽階段，但隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，人們的生活也愈發(fā)智能，傳統(tǒng)電瓶車雨棚必將與智能掛鉤。新科技新時代背景下，一切智能化產(chǎn)品皆有可能走向大眾，若是電瓶車智能雨棚能夠面向大眾，那人們出行將會更加便利，可能會更多地選擇電瓶車出行。

1 產(chǎn)品組成

1）電瓶車智能雨棚的頂棚由復(fù)合材料(玻璃鋼)制作而成。玻璃鋼（FRP）亦稱作GFRP，即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體，以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，不同于鋼化玻璃。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之別。質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕。可以代替鋼材制造機(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。在玻璃鋼的支撐下，電瓶車智能雨棚會更加輕盈且耐用，這完美彌補(bǔ)了傳統(tǒng)雨棚不夠耐用的缺陷。

2）采用進(jìn)口不銹鋼管材生產(chǎn)制作蓬架。不銹鋼（Stainless Steel）是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼。具有焊接性、耐腐蝕性、拋光性能、耐熱性能和耐腐蝕性，這使蓬架更加耐用，維護(hù)簡單，不易生銹，也更加的環(huán)保。

3）采用PC耐力板生產(chǎn)制作面板與邊板。耐力板是以高性能的工程塑料聚碳酸酯或聚碳——酸脂加工而成。具有耐撞擊、打不破，強(qiáng)度超過強(qiáng)化玻璃、壓克力板數(shù)百倍，堅(jiān)韌安全、防盜、防彈效果最佳等特點(diǎn)。可圓拱、可彎曲，加工性佳、可塑性強(qiáng)、能依工地現(xiàn)場實(shí)際需要彎曲成拱形、半圓形等式樣。耐力板最寬可做3米寬，長度任意。適用于熱成型、吸塑等深加工。適用于雨棚、車棚、候車棚等采光遮雨頂棚。這大大加強(qiáng)了智能雨棚的防護(hù)性，保障了騎行者出行安全[1-2]。

2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

電瓶車智能雨棚的支架結(jié)構(gòu)為X型剪式伸縮機(jī)構(gòu)（見圖1），它是由三X型剪式機(jī)構(gòu)兩兩連接成為一個獨(dú)臂，左右雙臂，正好可以撐起棚面。一端固定在電瓶車前端，另一端可以伸縮，通過移動該結(jié)構(gòu)來達(dá)到整個遮雨棚的打開和收回。加上傳感器的作用還可以實(shí)現(xiàn)自動收縮，相對于傳統(tǒng)雨棚的支架結(jié)構(gòu)，X型剪式伸縮結(jié)構(gòu)可以更便利進(jìn)行雨棚收縮，不會向傳統(tǒng)雨棚那樣在不用時還需要進(jìn)行拆卸，大大增加了使用的便利性。

圖1 X型剪式伸縮機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

電瓶車智能雨棚頂端裝有溫濕度感應(yīng)器(見圖2)，用于感應(yīng)天氣并自動收縮雨棚。當(dāng)外界濕度發(fā)生改變時，感應(yīng)器上的數(shù)值也會發(fā)生改變，當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)值時，會向STM32單片機(jī)發(fā)出信號，從而控制雨棚的展開和收縮，STM32單片機(jī)（見圖3）基于ARM核32位架構(gòu)具有高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)。當(dāng)天氣下雨時，空氣濕度會逐漸增大，它會控制雨棚展開；當(dāng)外界濕度減小時，它會控制雨棚收縮；當(dāng)電機(jī)帶動齒條運(yùn)轉(zhuǎn)到一定的位置時，齒條觸碰到達(dá)極限位置，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。這樣人們就再也不用總是手動去拆卸和安裝雨棚。

圖2 溫濕度感應(yīng)器實(shí)物圖

圖3 STM32單片機(jī)實(shí)物圖

3 產(chǎn)品優(yōu)勢

1）電瓶車智能雨棚存在著所有雨棚都沒有的功能，可以自動感應(yīng)天氣、自動變形擋風(fēng)，材料非常耐用輕便等等。智能雨棚可以自己識別以及開關(guān)，為騎行者省去許多不必要的步驟及麻煩。

2）電瓶車智能雨棚安裝感應(yīng)器，可以感應(yīng)外界的光照強(qiáng)度、風(fēng)速以及濕度，這些數(shù)據(jù)綜合起來，智能雨棚進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在合適的時候自動打開雨棚為騎行者遮太陽或雨水。

3）在風(fēng)大時騎行過程中，智能雨棚會自動感應(yīng)風(fēng)速和風(fēng)向，調(diào)整為合適的形狀，減小風(fēng)對雨棚的阻力，并且智能雨棚采用的都是輕薄材料，騎行時轉(zhuǎn)彎掉頭都非常方便，不會過多消耗電瓶車電能。大型車輛從旁邊經(jīng)過時的氣流對輕便的雨棚沒有影響。采用高科技復(fù)合材料（玻璃鋼）生產(chǎn)制作頂蓬。玻璃鋼的特點(diǎn)是輕質(zhì)、高強(qiáng)、防腐、保溫。它的強(qiáng)度是普通塑料板材的幾倍，強(qiáng)度大于鋼材和鋁材。FRP板材具有耐高溫、耐老化、耐摩擦等特點(diǎn)。

4）采用進(jìn)口不銹鋼管材生產(chǎn)制作蓬架，采用PC耐力板生產(chǎn)制作面板與邊板。不銹鋼的特點(diǎn)是延展性好、耐腐蝕、耐熱性好，清潔、光潔度高。因?yàn)椴槐乇砻嫣幚?，所以簡便、維護(hù)簡單、焊接性能好。采用專用電動雨刮器配套自動化刮除雨水。PC耐力板的特點(diǎn)是透光性好、難燃、耐候、耐溫、加工性好、重量輕。

4 設(shè)計思路

本款電瓶車智能雨棚的雨棚支架采用輕且硬的材料，擋風(fēng)采用輕薄防曬防水的材料，可以安裝在電瓶車擋風(fēng)板處。在風(fēng)大時騎行過程中，智能雨棚會自動感應(yīng)風(fēng)速和風(fēng)向，調(diào)整為合適的形狀，減小風(fēng)對雨棚的阻力，智能雨棚安裝感應(yīng)器，可以感應(yīng)外界的光照強(qiáng)度、風(fēng)速以及濕度，這些數(shù)據(jù)綜合起來，智能雨棚進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在合適的時候自動打開雨棚為騎行者遮太陽或雨水。并且智能雨棚采用的都是輕薄材料，騎行時轉(zhuǎn)彎掉頭都非常方便，不會過多消耗電瓶車電能。大型車輛從旁邊經(jīng)過時的氣流對輕便的雨棚沒有影響[3-4]。

5 使用性能

1）采用電子顯示屏和語音播報相結(jié)合，使人們更加精準(zhǔn)清晰地了解外部環(huán)境的數(shù)據(jù)，也更適合老年人使用。

2）采用輕巧、質(zhì)量好、防腐蝕、耐高溫的不銹鋼和玻璃鋼，使產(chǎn)品便拿以及易折疊。

3）采用精確的測量儀器，按照模板精確的將智能雨棚的外形制作出來，并且設(shè)計和選擇適合的感應(yīng)器，對外界環(huán)境的檢測更加準(zhǔn)確，雨棚感應(yīng)數(shù)據(jù)分析后自動做出對應(yīng)的形狀。

4）采用可充電裝置，節(jié)省資源。

6 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技在人們生活中越來越多見，傳統(tǒng)雨棚沒有科技的支撐將來可能會淘汰，而智能雨棚在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上創(chuàng)新，會更加符合大眾群體的喜好。電瓶車出行綠色環(huán)保，不排放有害物質(zhì)，人們對電瓶車的需求越來越多，所以越來越多的人會需要雨棚，對雨棚的功能及效果格外關(guān)注。電瓶車智能雨棚通過感應(yīng)外界的濕度解決了人們在日常生活中對電瓶車雨棚拆卸安裝不便利的問題，使人們的生活更加智能化，也方便了人們出行，提高了電瓶車出行的安全性，相信電瓶車智能雨棚會在未來得到普及。