電瓶車晴雨天智能雨棚的設計*

郁志康，張學萍

（安徽三聯學院機械工程學院，安徽 合肥 230601）

電瓶車智能雨棚是通過對傳統電瓶車雨棚的智能化設計，從而使其擁有更多的功能。它可以自動感應天氣、自動變形擋風，非常耐用清潔等等。智能雨棚可以自動識別以及開關，為騎行者省去了許多不必要的步驟與麻煩。智能雨棚的研發目前仍處于萌芽階段，但隨著經濟與科技的發展，人們的生活也愈發智能，傳統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 產品組成

1）電瓶車智能雨棚的頂棚由復合材料(玻璃鋼)制作而成。玻璃鋼（FRP）亦稱作GFRP，即纖維強化塑料，一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體，以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料，稱為玻璃纖維增強塑料，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、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之別。質輕而硬，不導電，性能穩定，機械強度高，回收利用少，耐腐蝕。可以代替鋼材制造機器零件和汽車、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，這完美彌補了傳統雨棚不夠耐用的缺陷。

2）采用進口不銹鋼管材生產制作蓬架。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，維護簡單，不易生銹，也更加的環保。

3）采用PC耐力板生產制作面板與邊板。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，強度超過強化玻璃、壓克力板數百倍，堅韌安全、防盜、防彈效果最佳等特點。可圓拱、可彎曲，加工性佳、可塑性強、能依工地現場實際需要彎曲成拱形、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。這大大加強了智能雨棚的防護性，保障了騎行者出行安全[1-2]。

2 產品結構

電瓶車智能雨棚的支架結構為X型剪式伸縮機構（見圖1），它是由三X型剪式機構兩兩連接成為一個獨臂，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，通過移動該結構來達到整個遮雨棚的打開和收回。加上傳感器的作用還可以實現自動收縮，相對于傳統雨棚的支架結構，X型剪式伸縮結構可以更便利進行雨棚收縮，不會向傳統雨棚那樣在不用時還需要進行拆卸，大大增加了使用的便利性。

圖1 X型剪式伸縮機構結構圖

電瓶車智能雨棚頂端裝有溫濕度感應器(見圖2)，用于感應天氣并自動收縮雨棚。當外界濕度發生改變時，感應器上的數值也會發生改變，當達到一定的數值時，會向STM32單片機發出信號，從而控制雨棚的展開和收縮，STM32單片機（見圖3）基于ARM核32位架構具有高性能、低成本、低功耗等特點。當天氣下雨時，空氣濕度會逐漸增大，它會控制雨棚展開；當外界濕度減小時，它會控制雨棚收縮；當電機帶動齒條運轉到一定的位置時，齒條觸碰到達極限位置，電機停止轉動。這樣人們就再也不用總是手動去拆卸和安裝雨棚。

圖2 溫濕度感應器實物圖

圖3 STM32單片機實物圖

3 產品優勢

1）電瓶車智能雨棚存在著所有雨棚都沒有的功能，可以自動感應天氣、自動變形擋風，材料非常耐用輕便等等。智能雨棚可以自己識別以及開關，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器，可以感應外界的光照強度、風速以及濕度，這些數據綜合起來，智能雨棚進行數據分析，在合適的時候自動打開雨棚為騎行者遮太陽或雨水。

3）在風大時騎行過程中，智能雨棚會自動感應風速和風向，調整為合適的形狀，減小風對雨棚的阻力，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。大型車輛從旁邊經過時的氣流對輕便的雨棚沒有影響。采用高科技復合材料（玻璃鋼）生產制作頂蓬。玻璃鋼的特點是輕質、高強、防腐、保溫。它的強度是普通塑料板材的幾倍，強度大于鋼材和鋁材。FRP板材具有耐高溫、耐老化、耐摩擦等特點。

4）采用進口不銹鋼管材生產制作蓬架，采用PC耐力板生產制作面板與邊板。不銹鋼的特點是延展性好、耐腐蝕、耐熱性好，清潔、光潔度高。因為不必表面處理，所以簡便、維護簡單、焊接性能好。采用專用電動雨刮器配套自動化刮除雨水。PC耐力板的特點是透光性好、難燃、耐候、耐溫、加工性好、重量輕。

4 設計思路

本款電瓶車智能雨棚的雨棚支架采用輕且硬的材料，擋風采用輕薄防曬防水的材料，可以安裝在電瓶車擋風板處。在風大時騎行過程中，智能雨棚會自動感應風速和風向，調整為合適的形狀，減小風對雨棚的阻力，智能雨棚安裝感應器，可以感應外界的光照強度、風速以及濕度，這些數據綜合起來，智能雨棚進行數據分析，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合，使人們更加精準清晰地了解外部環境的數據，也更適合老年人使用。

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

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，并且設計和選擇適合的感應器，對外界環境的檢測更加準確，雨棚感應數據分析后自動做出對應的形狀。

4）采用可充電裝置，節省資源。

6 結束語

隨著經濟不斷發展，科技在人們生活中越來越多見，傳統雨棚沒有科技的支撐將來可能會淘汰，而智能雨棚在傳統基礎上創新，會更加符合大眾群體的喜好。電瓶車出行綠色環保，不排放有害物質，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注。電瓶車智能雨棚通過感應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。