共享单车usb充电装置

摘要：现在智能手机在全世界都已经很普及了，而手机电量是使用者的一大苦恼。目前解决的主要办法就是充电宝，但很多人不可能每天都能带在身上，而且充电宝容量和重量成正比，容量大的就越重。为了应付紧急情况、支持绿色出行以及锻炼身体的目的，我们设计了一个共享单车usb充电装置。

关键词：共享单车;节能;环保;高效

引言：

随着环保意识的发展，绿色的共享单车，健康的出行工具，得到越来越多人的喜爱。在近几年智能手机的普及，虽然给人们带来了方便，但是耗电快、充电不便等问题极大困扰着人们。为了解决充电不便的问题，同时响应践行节能、环保的号召，人们设计了各种自行车发电的装置，利用电磁感应原理，在自行车骑行时产生的机械能变换成电能，从而为电子设备充电。一是利用自行车链条与齿轮之间的摩擦进行发电，这种方式发电效率较高，但其发电装置必须固定在车身上，安装和拆卸非常不方便。在不需要自行车发电时，链条与发电装置之间的摩擦反而会给自行车带来阻力。另一种是把强磁铁固定在自行车辐条上，在行驶中，通过磁铁切割磁感线产生电流，从而电力供应。这种方式虽然没有摩擦，但将磁铁固定于自行车的辐条上，不利于发电装置的安装与拆卸。在不需要自行车发电时，笨重的磁铁会给自行车的骑乘带来较大阻力。现有自行车发电装置尽管可以实现发电，但安装拆卸较困难，不能很好满足对自行车发电装置的需求，所以实用性较差。因此，研究一種装卸简便、使用安全可靠的自行车发电装置显得尤为必要。

一、共享单车的市场：

（一）共享单车的定义

共享单车是指在人流密集区域提供共享单车服务，租赁模式是分时租赁，是一种国家倡导的新型绿色环保的共享经济。共享单车实质是自行车租赁业务，属于新交通工具租赁，其主要载体为共享单车。可以充分利用城市经济带动自行车出行;大大提高公共道路的利用率

（二）共享单车的发展

据市场研究报告指出，截至2016年底，中国共享单车市场整体用户数量已达到1886万，预计2017年，共享单车市场用户规模将继续保持大幅增长，年底将达5000万用户规模。

中国共享单车市场已经历了三个发展阶段。2007年—2010年为第一阶段定义为兴起时代，由国外兴起的公共单车模式开始引进国内，由政府主导分城市管理，多为有桩单车。2010年—2014年为第二阶段定义为有桩单车时代，专门经营单车市场的企业开始出现，但公共单车仍以有桩单车为主。2014年至2018年为第三阶段定义为无桩时代，随着移动互联网的快速发展，以摩拜为首的互联网共享单车应运而生，更加便捷的无桩单车开始取代有桩单车。

根据数据可以得知，共享单车更受年轻男性欢迎。中国共享单车用户中男性占比54.2%，女性占比45.8%。用户年龄分布中，25岁—35岁人群使用最多，其次是25岁以下人群。使用频率中，每周使用3 次—4次的用户最多。

由此可见，现人们对共享单车的使用频率，共享单车依旧有不可或缺的作用，而设计研一种自行车usb充电装置愈来愈重要。

二、共享单车发电usb装置结构简介及工作原理

（一）结构组成

本文设计了一种关于共享单车发电usb装置，该装置主要由电能储存模块和发电模块组成。其中发电模块由电机，摩擦轮及其支持装置组成，发电核心组件主要由接触轮和摩擦发电装置组成，其支持装置可固定于车架上。电能储存模块主要由外壳、主板、电芯源组成。当用户使用共享单车时，通过接触轮和共享单车前后轮之间的摩擦进行发电，其输出的电能可储存于移动电源中或直接为其它电子设备供电。从而大大增加用户体验

（二）共享单车发电方式

共享单车发电装置整体结构。发电核心组件通过其支持装置固定于共享单车车架上，共同构成发电模块。在共享单车行驶时，其后轮带动接触轮转动，进而通过摩擦进行发电。所产生电流直接储存于移动电源中或为直接其他电子设备供电。

三、发电模块装置结构设计

发电装置由摩擦轮和共享单车轮胎进行摩擦，摩擦产生电流，花鼓主要由花鼓桶、车轮主轴、主轴轴承、花鼓桶轴承和发电装置组成。花鼓桶的内壁上镶嵌有呈环形排列的若干个弧形磁铁，其两端安装有两个环形的辐条职，辐条职上设有用于安装辐条的若千个安装孔。主轴轴承套安装在车轮主轴上，花鼓桶的桶底以及固定外壳的中心处均开设有轴孔，轴孔内安装有轴承。两个轴承分别被主轴的两端穿过，因此车轮主轴的两端安装在前叉底部。由于花鼓桶轴承套安装在主轴轴承上并位于花鼓桶内，从而实现花鼓桶随着车轮胎转动而转动。

四、电能储存装置结构设计

电能储存装置由外壳、主板和电芯组成，有三个基本功能包括能量存储、充电及供电。在电池选择锂电池有以下六个优点：1.能量高储存能量多。2.使用寿命长，使用寿命可达到6 年以上。3.锂电池可以通过新型锂电池的电压调节器技术，将电压调至适合手机充电的电压。4.具备高功率承受力，自放电率很低，6.重量轻，高低温适应性强，绿色环保。

五、结论

（一）本文设计的共享单车usb充电装置通过自行车车轴驱动来达到发电的效果，提高了车轮转动能量的利用率，减少了能源损耗，达到了节能减排的目的。

（二）所设计的共享单车usb充电装置，可以应用于各种不同型号的共享单车，其所转化的电能，可以高效的储存在电能储存装置，也可以直接输出利用，使得有限的能源能够最大限度的得到利用。

作者简介：

党景超（1999-），男，汉族，陕西西安人，本科生，北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，研究方向：机械制造。