Проект Веломобиль КГБ
Библиотека проекта
1. International Human-Powered Vehicle Association
http://www.ihpva.org
2. Электровелосипед, все об электро велосипедах, скутерах и электромобилях
http://www.ebiker.ru
3. Сайт литовского веломобилиста Римаса Мартинкенаса (из г. Шауляй)
http://www.velomr.projektas.lt
4. Необычный тандем-велосипед — тандем-трансформер К-90
http://www.velotandem.ru
5. Сайт Александра Галкина
http://irhat.narod.ru
6. Путешествия, гонки, приключения
http://www.veloplus.ru
7. Музей истории велосипедного дела Андрея Мятиева
http://old-velo.ru
8. Портал "Равновесие"
http://ravnovesie.net
9. Каталог велолинков
http://rusveloclub.narod.ru
10. About velomobiles and velomobiling, especially the Cab-Bike velomobile. Also recumbent bike and trike experiences, and human-powered vehicles in general
http://velomobiling.blogspot.com
11. EZ Biker :-)
http://ezbiker.blogspot.com
12. Американский сайт велолюбителей
http://www.crankforward.com
13. My name is John Climaldi, and this is my ongoing ramblings about cycling and bike culture on the island of Oahu, Hawaii and beyond. This page loads kind of slow, so please be patient
http://web.mac.com/john4bho/Johns_cycling_site/bent_blog/bent_blog.html
14. Adventures in builidng a recumbent bicycle - get bent!
http://burkejones.typepad.com/recumbents
15. Long distance bicycle adventures in the region around Portland, Oregon
http://escapevelocipede.blogspot.com
16. Chronicles of Commuting by Recumbent Bicycle
http://bentoncommuting.blogspot.com
Проект Веломобиль КГБ
Спонсоры проекта
ГОУ ВПО "Самарский государственный университет". Филиал в г. Сызрани.
Группа компаний ОАО "Тяжмаш"
Магазин велокомплектующий "Вело-кросс"
Группа компаний ОАО "Тяжмаш"
Магазин велокомплектующий "Вело-кросс"
Авторы проекта
Слева направо: Карягин Н.Н. Гулимов Л.А. Баринов С.А.
Проект Веломобиль КГБ
Фотогалерея (изготовление веломобиля)
 Оригинальные детали |
 Комплектующие |
 Раскрой заготовок |
 Раскрой листа |
 Сборка и сварка при помощи шаблонов |
 Подготовка труб |
 Сварка рамы |
 Сварка рамы |
 Зачистка сварных швов |
 Выверка и сверление рамы |
 Сверление |
 Контроль веса рамы после сварки и мехобработки |
 Сборка рамы веломобиля после сварки |
 Пайка рамы в сборе |
 Сварка крепления сидения водителя |
 Проверка и регулировка переднего привода |
 Проверка и регулировка переднего привода |
 Контрольная сборка перед покраской |
 Первые испытания |
 Первые испытания |
 Шпатлевание подготовка к покраске |
 Покраска |
 После покраски |
 Контроль качества покраски |
 Готовая передняя вилка |
 Веломобиль КГБ готов!!! |
Испытания
 В полевых испытаниях на проходимость
|
 Веломобиль в сложенном виде в багажнике ВАЗ 2106 |
 Веломобиль перед конкурсом
|
 Вид на руль Веломобиля
|
 Обкатывание Веломобиля
|
 Проверка Веломобиля на управляемость в зимних условиях
|
 Установка рекорда скорости
|
|
Конкурсы и конференции
Конкурс Веломобиль 2007
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
На выставке Научно технического творчества молодежи
 |
 |
Проект Веломобиль КГБ
Изготовление
Конструкция с этапа проектирования учитывала технологические возможности изготовления веломобиля, которыми обладала наша группа. Это позволило сократить общее затраченное время на производство и исключить возможные проблемы. Вся конструкция делится на три крупных узла, по принципу наличия отдельной свариваемой части конструкции рамы. Перед сваркой заготавливаются трубы, обрезанные и подогнанные по месту, детали, а также различные приспособления и шаблоны углов рамы. Сварка производится ацетиленовой горелкой, стальной и латунной проволокой, что позволяет получить аккуратные сварные швы и снизить локальные напряжения в сварных швах после сварки. Общая термообработка конструкции не производится.
После сварки рама зачищается и окрашивается. Затем вся конструкция собирается и настраивается для первых испытаний.
Веломобиль. В ходе испытаний веломобиль не только подтвердил все заложенные на этапе проектирования характеристики, но и превысил их значения. Конструкция получилась прочной, по массе приблизительно равной массе обычно двухколесного взрослого велосипеда. По скоростным характеристикам веломобиль также получился значительно лучше обычного велосипеда. Все испытатели подтвердили отличную эргономику веломобиля. Какие либо дефекты конструкции в ходе испытаний выявлены не были.
Технические характеристики веломобиля
|
Год выпуска
|
2007
|
|
Пробег
|
100 км
|
|
Тип веломобиля
|
складной, двух- и трехколесный
|
|
Количество мест для сидения
|
2
|
|
Колесная формула
|
3х1
|
|
Ведущее колесо
|
переднее
|
|
Тормоза:
&ndash передний
&ndash задний
|
дисковый, вентилируемый
дисковый, вентилируемый
|
|
Привод
|
педальный, с цепной передачей на переднее колесо, с возможностью выбора передаточного отношения
|
|
Количество скоростей
|
6
|
|
Максимальная скорость движения веломобиля на высшей передаче:
&ndash с водителем
&ndash с водителем и пассажиром
|
60 км/ч
50 км/ч
|
|
Время разгона веломобиля до скорости 40 км/ч:
&ndash с водителем
&ndash с водителем и пассажиром
|
25 сек
30 сек
|
|
Время прохождения с места 1 км
|
2 мин
|
|
Тормозной путь с полной массой с 40 км/ч
|
6 м
|
|
Наибольший подъём, преодолеваемый веломобилем с полной массой
|
10°
|
|
Наименьший радиус поворота веломобиля по оси следа переднего колеса
|
2 м
|
|
Бортовой компьютер
|
4х разрядный, модель CATEYE CC-VL500
|
|
Вычисляемая информация:
|
&ndash скорость до 300 км/ч (185 миль/ч) c точностью 0,1
&ndash средняя скорость за поездку
&ndash максимальная скорость
&ndash одометр, км (миль) с точностью 0,01
&ndash дистанция за поездку
&ndash расход калорий
&ndash часы, секундомер
|
|
База
|
1100 мм
|
|
Колея
|
730 мм
|
|
Дорожный просвет
|
200 мм
|
|
Габаритные размеры (без пассажиров)
|
1850х978х935мм
|
|
Масса веломобиля:
&ndash неснаряженного
&ndash снаряженного
&ndash полная
|
25 кг
30 кг
200 кг
|
|
Максимальная масса перевозимого груза
|
150 кг
|
|
Наработка на отказ
|
5000 км
|
|
Периодичность технического обслуживания(ежегодно)
|
500 км
|
Проект Веломобиль КГБ
Проектирование
В последнее время автомобильные пробки и смог стали основными проблемами не только крупных мегаполисов, но и небольших провинциальных городов. Развитие велотранспорта является само собой разумеющимся решением данной проблемы, потому что велосипед более мобильный и маневренный транспорт, очень компактный, не требует топлива и не загрязняет окружающую среду. А также велосипед призван значительно сократить время на дорогу для большинства жителей городов.
С момента изобретения человеком велосипеда насчитывается уже несколько сотен лет. Со временем конструкции велосипедов изменялись и усложнялись, а также появился новый тип конструкции, называемой веломобилем (рис.1). Веломобиль – это нечто среднее между обычным велосипедом и автомобилем, он призван объединить их преимущества и исключить недостатки. Конструкций веломобилей насчитывается уже несколько десятков, причем каждая предназначена для выполнения определенных задач.
Рис.1 Спроектированная модель Веломобиля.
Целью нашей научно-конструкторской работы является создание веломобиля, который отвечает требованиям задания на проектирование и по возможности имеет наилучшие характеристики транспортного средства передвижения.
Перед участниками конкурса «Веломобиль 2007» была поставлена задача спроектировать веломобиль, который может перевозить двух взрослых людей, помещаться в автомобиль с кузовом «седан», и пассажирские места располагаются в ряд, перпендикулярно направлению движения. Выбранная схема (рис.1), на наш взгляд должна сочетать в себе приемлемые ходовые качества, гармоничный внешний вид и эргономику. Веломобиль проектировался под двух взрослых людей, обладающих ростом до 190 см и весом до 100 кг каждый.
Основываясь на анализе существующих конструкций, а также располагаемыми материальными, интеллектуальными и временными ресурсами, сформировалась концепция веломобиля.
Конструкция веломобиля имеет трехколесную несимметричную схему компоновки, так как на наш взгляд, она является наименее материалоемкой и потенциально имеющей меньшие габариты, по сравнению с четырехколесной схемой.
Рассмотрим факторы, обуславливающие конструкцию веломобиля:
1. Веломобиль представляет собой трехколесное транспортное средство, у которого два колеса расположены друг за другом, по ходу движения, а третье расположено справа, по типу люльки мотоцикла. Оси задних колес совпадают.
Рулевым и ведущим является переднее колесо, т.к.:
• упрощается схема рулевого управления с закреплением руля непосредственно на вилке управляемого колеса (как на обычном велосипеде).
• большая часть массы сосредотачивается между передним и задним колесами и находится в пределах опорного треугольника, поэтому нет необходимости дополнительно загружать переднюю ось.
Оси задних колес совмещены т.к.:
• при повороте веломобиля задние колеса остаются параллельными, поэтому для устранения протирания колес они должны поворачивать вокруг одного и того же МЦС.
• достигается равномерное распределение массы пассажира между двумя задними колесами.
Переднее и заднее колеса расположены друг за другом, поскольку:
• появляется возможность использовать двухколесный веломобиль после отсоединения рамы с третьим колесом для второго пассажира (рис.2);
• по нашим расчётам, при переднем приводе и торможении двумя колесами достигается более стабильное поведение трехколесного веломобиля на повышенной скорости и при торможении.
Рис.2 Модель Веломобиля в двухколесном варианте.
2. Необходимость поместить двух человек в ряд делает любой веломобиль достаточно широким в поперечном измерении (минимальная ширина - 80 см, 40 см примерная ширина плеч человека). Поэтому размещение пассажиров непосредственно в ряд не компактно. Также появляется опасность опрокидывания веломобиля при повороте направо, что требует смещения колеса люльки вперед. Исходя из вышесказанного, пассажир смещен назад так, что его центр тяжести находится на оси задних колес, а ноги упираются в упор, расположенный в пределах опорного треугольника (рис.3).
Ширину 80 см между крайними положениями водителя и пассажира а также колею веломобиля равной 80 см удалось выдержать благодаря вышеуказанной компоновке.
Рис.3 Моделирование положения пассажиров.
3. Веломобиль должен помещаться в багажник, следовательно он должен быть:
• разборным, т.е. обладать возможностью отсоединения отдельных узлов (например, люльки, сидения, колес);
• складным, т.е. обладать возможностью сборки и разборки без отсоединения каких-либо узлов;
• разбираться и собираться модульно;
• иметь колеса возможно меньшего диаметра, для веломобиля оптимальными оказались 20 дюймовые колеса;
Рис.4 Веломобиль в сложенном виде.
Модульная конструкция обеспечивает разборность изделия. Модульными являются следующие узлы веломобиля: передняя часть рамы с передним колесом, рулем и приводом; задняя вилка с задним колесом; люлька со складным сиденьем и третьим колесом; водительское сиденье. При этом данные узлы не разбираются. Чтобы поместить веломобиль в багажник, необходимо отсоединить только люльку и водительское сиденье, а передняя и задняя части рамы складываются. При наличии багажника небольшого объема, также можно отсоединить дополнительно два задних колеса от задней рамы и люльки соответственно (рис.4).
Для достижения высокой скорости, при небольшом диаметре ведущего колеса, были дополнительно установлены 6 скоростей и ведущая звездочка большого диаметра. Это позволило получить широкий диапазон передач, как силовых, так и скоростных.
4. Передний привод является конструктивно насыщенным, но, что более важно, не разборным узлом, позволяющим избегать его настройки после каждой транспортировки в сложенном состоянии. Передний привод сочетает в себе педальный привод и механизм рулевого управления, которые дополняют друг друга (рис.5).
Рис.5 Компоновка переднего привода веломобиля.
Направляющие ролики цепи позволяют легко выполнять поворот и передавать вращающий момент на ведущее переднее колесо. Установленный на переднем колесе, переключатель скоростей нивелирует изменение натяга и длинны цепи во время поворота, а установленный на вилке ограничитель поворота не позволяет цепи задевать за колесо и изгибаться более установленных пределов.
5. Положение пассажира и водителя.
Для переднеприводной схемы компоновки веломобиля наиболее удобным получилось положение водителя в полулежащем состоянии (рис.3). Такое положение позволяет наиболее полно и оптимально использовать мускульную силу человека, а также разгрузить мышцы спины. Специальное сидение, повторяющее форму человеческого тела, позволяет использовать большую часть мощности и не мешает работе ног при движении. Крепление сидения разработано с точки зрения надежности и возможности настройки для человека с ростом 150-190 см и весом 50-100 кг. Сидение для пассажира конструктивно более простое, с возможностью складывания.
6. Жесткость конструкции.
Жесткость конструкции является необходимым фактором нормального функционирования любого устройства. С другой стороны неоправданно прочная конструкция может значительно увеличить массу и ухудшить множество других факторов, таких как аэродинамика, внешний вид, габаритные размеры, ходовые характеристики и прочее. Для получения рамы с желаемыми характеристиками использованы специальные тонкостенные трубы большого диаметра, изготовленные из углеродистой марки стали. Такое конструкторское решение позволило создать легкую и одновременно прочную раму веломобиля. Специальные элементы конструкции разгружают наиболее опасные участки рамы – зоны концентрации напряжений. Только после компьютерного моделирования и расчета всей конструкции на прочность, как в штатных режимах, так и с учетом возможных перегрузок, были окончательно разработаны рабочие чертежи и другая сопровождающей документация.
7. Использование современных методов проектирования.
Учет всех вышеперечисленных факторов при проектировании переднего привода в столь сжатые сроки практически не возможен без использования современных компьютерных технологий в области проектирования и расчета конструкций. Проведен расчёт положения цепи при любом углу поворота рулевого колеса, а также вычислен максимальный угол поворота на любой звездочке кассеты для данной конструкции (рис.5). Аналогичные расчеты выполнены также для педалей и ног водителя. По условиям конкурса было необходимо, чтобы конструкция складывалась в багажник автомобиля типа седан.
По трудоёмкости эти задачи не могут быть решены средствами только двухмерного черчения, поэтому разработка и проектирование конструкции веломобиля производилась средствами трехмерного твердотельного пакета САПР. Спроектированная модель веломобиля позволила в несколько раз сократить время разработки чертежей, а также получить фотореалистичное изображение веломобиля уже на стадии проектирования. Данная методика проектирования является, на наш взгляд, перспективной, оптимизированной и правильной, так как сначала создается трехмерная модель, а уже на её основе делаются чертежи.
Проект Веломобиль КГБ
Авторы проекта: Н.Н.Карягин, Л.А.Гулимов, С.А.Баринов, науч. рук. А.П.Осипов
Цель проекта - спроектировать складной веломобиль, который может перевозить двух взрослых людей, помещаться в автомобиль с кузовом «седан», с расположением пассажирских мест в ряд, перпендикулярно направлению движения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Произвести анализ существующих конструкций веломобилей;
2. Спроектировать конструкцию веломобиля;
3. Определить состав изделия, в том числе покупные агрегаты и составляющие;
4. Разработать конструкторскую документацию;
5. Разработать технологическую документацию;
6. Разработать методику натурных испытаний, провести их;
7. Разработать рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции и проведению ОКР.
1. Произвести анализ существующих конструкций веломобилей;
2. Спроектировать конструкцию веломобиля;
3. Определить состав изделия, в том числе покупные агрегаты и составляющие;
4. Разработать конструкторскую документацию;
5. Разработать технологическую документацию;
6. Разработать методику натурных испытаний, провести их;
7. Разработать рекомендации по дальнейшему совершенствованию конструкции и проведению ОКР.
