Велосипед с электроприводом от шуруповерта своими руками

Бюджетный электровелосипед (из шуруповерта)

Привет любителям помастерить, в этот раз мы рассмотрим, как своими руками сделать очень простой электовелосипед на основе шуруповерта. Привод осуществляется на самую большую ведущую звездочку велосипеда при помощи отдельной цепи. Визуально используемый двигатель похож на мотор 775 . Если аккумулятор разрядится, вы всегда сможете доехать до пункта назначения при помощи педалей. Ведущая звездочка на двигателе от заднего колеса велосипеда, она с храповым механизмом, так что при работе ногами крутить двигатель не понадобится.

В качестве источника питания автор использует два аккумулятора от шуруповерта. Конечно, собрано все не надежно, но, тем не менее, самоделка имеет право на жизнь.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— двигатель с редуктором от шуруповерта ;
— два аккумулятора от шуруповерта;
— включатель от шуруповерта;
— велосипед (с передачами);
— доски;
— бутылка;
— проволока;
— винты, саморезы;
— эпоксидный клей, холодная сварка или подобное;
— цепь;
— звездочка с храповиком от заднего колеса велосипеда;
— провода.

Список инструментов:
— клеевой пистолет;
— дрель;
— паяльник;
— ножовка;
— ножницы.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Установка редуктора
Для начала нужно разобрать шуруповерт и снять с него редуктор. Его нам предстоит установить на раму велосипеда. В качестве основы берем кусок доски, для начала автор приклеивает редуктор клеевым пистолетом.

Далее автор заворачивает шурупы в дерево и делает хомут из медной проволоки, чтобы закрепить редуктор. Ну а потом все это дело можно замазать холодной сваркой ил чем-то другим на основе эпоксидного клея.

Что касается ведущей звездочки, автор ее приклеил к патрону шуруповерта, процесс установки не показан.

Доску с установленным редуктором прикручиваем к раме велосипеда, используя винты для крепления кровельных материалов. После этого можно уже и натянуть цепь.

Шаг второй. Установка включателя
Нам нужно установить не велосипед включатель, используется здесь все тот же включатель от шуруповерта, который позволит плавно управлять оборотами. Под включатель автор сделал раму из дерева, склеив детали клеевым пистолетом. Устанавливаем все это дело на раму, используя хомут, изготовленный из куска резины от велосипедной камеры.

Шаг четвертый. Финальная сборка
В завершении нужно подключить включатель, управлять мы им будем при помощи одной из ручек ручного тормоза, подключаем тросик так, чтобы петля сжималась и давила на кнопку. Прикручиваем к редуктору моторчик, не забыв хорошо смазать шестерни, также припаиваем провода.

Все готово, подключаем клемму к аккумулятору и пробуем запустить двигатель. К сожалению, испытания машины нам автор не показал, но с места велосипед дергается вполне уверенно, крутящего момента должно хватить для езды.

Надеюсь, вас самоделка заинтересовала, удачи и творческих вдохновений, если решите повторить. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками.

Источник

Электровелосипед из шуруповерта своими руками

Велосипед – это одно из самых простых, доступных и безопасных средств передвижения. Велопрогулка теплым летним вечером подарит массу положительных эмоций, поможет подтянуть тело и благоприятно скажется на состоянии здоровья. Но сегодня все больше людей отдают предпочтение электровелосипедам. На таком транспорте можно ездить без необходимости крутить педали. Однако велосипед с электроприводом – довольно затратное приобретение, которое многим не по карману. И если вы хотите обзавестись таким полезным устройством, но не имеете возможности его приобрести, то можно изготовить его самостоятельно, используя для этого шуруповерт.

Необходимые материалы и инструменты

Первым делом потребуется шуруповерт. Брать можно любой электроинструмент, но лучше всего отдать предпочтение устройству с характеристиками 18 Вольт и 900 оборотов в минуту или более. Причем, можно взять как односкоростной, так и двухскоростной шуруповерт. Во втором случае у электровелосипеда можно будет переключать скорости.

Помимо шуруповерта необходимо подготовить такие материалы и инструменты:

• отвертки;
• ножовка;
• болгарка;
• сверло;
• звездочка от велосипеда или веломопеда;
• шпонка;
• гайки, шурупы, болты;
• пластиковая шайба;
• велосипедный шатун со звездочкой;
• шайба с приваренными болтами (автомобильная подушка);
• металлические пластины.

Также понадобится аккумулятор, небольшая доска, проволоки и провода. При необходимости могут потребоваться дополнительные материалы и инструменты.

Как сделать своими руками

Сделать электровелосипед из шуруповерта в домашних условиях несложно, если действовать поэтапно:

1. В первую очередь нужно разобрать шуруповерт и достать из него двигатель с редуктором. Для этого раскрутите корпус и вскройте его. Окрутите патрон, выньте двигатель с редуктором и трещоткой, а также кнопку с регулировкой. Хорошо очистите детали от грязи и верните их назад (все, кроме кнопки). Соберите корпус, но без патрона.
2. Отрежьте нижнюю часть корпуса (ручку). Она больше не понадобится.

На вал шуруповерта присоедините звездочку. Если ее диаметр намного больше диаметра вала шуруповерта, необходимо взять вал с того же мотора, что и звездочка. Отпилите небольшую часть этого вала и наденьте его на вал электроинструмента, как втулку. Поверх вала через шпонку одевается шестерня. Затем закрутите его гайкой и шурупом от патрона.

На переднее колесо велосипеда оденьте пластиковую шайбу, которая предупредит трение по спицам.

Отсоедините шатун от звездочки и оставьте одну звездочку. Оденьте ее на втулку переднего колеса.

Поверх установленной звездочки оденьте шайбу с болтами (можно заменить чем-то другим). С другой стороны зафиксируйте звездочку при помощи небольших металлических пластин, одетых на болты и закрепленных гайками. Под пластины следует положить прокладку.

Теперь нужно подготовленный двигатель закрепить на доске или на кронштейне. Во втором случае дополнительно потребуется сварка, полученная конструкция будет более надежной. Рядом с двигателем прикрепите и аккумулятор, к которому нужно подсоединить двигатель и кнопку включения.

Кнопка включения монтируется на руле и соединяется с АКБ проводами. Все элементы будущего электровелосипеда нужно надежно закреплять, чтобы они не соскальзывали в ходе движения.

Натяните цепь через двигатель, подбирая необходимую длину.

После этого можно приступать к испытанию полученного электровелосипеда. В первый раз делать это лучше всего на месте, подняв заднее колесо. Если все в порядке, можно проехаться недалеко.

Такой самодельный электровелосипед из шуруповерта – замечательная идея, выполнить которую под силу почти любому человеку. Но нужно понимать, что длительно езды зависит от мощности аккумулятора. Поэтому рекомендуется выбирать мощный АКБ, который обеспечит езду на велосипеде в течение нескольких часов.

Источник

История еще одного электровелосипеда своими руками

Предисловие

Все началось в прошлом году, когда я стал все чаще и чаще ездить на работу на велосипеде, т.к. ожидания в автомобильной толпе, после рабочего дня, момента приезда домой стали напрягать все больше и больше. Путь на велосипеде от дома до работы занимал по времени почти также как и на машине. Но с учетом того, что путь проходил большую часть по дорогам, на которых практически отсутствовало движение автомобилей, вдоль прибрежной полосы водохранилища и живописной аллеи, в которой в утренние часы проводили разминку спортивно-ориентированные люди, а берег украшали зевающие рыбаки с удочками – езда на велосипеде доставляла еще и моральное удовлетворение от любования за всем происходящим вокруг.

Единственным недостатком, омрачающим поездки на работу была горка, протяженностью около 300 метров с довольно крутым подъемом, при въезде на которую приходилось сбрасывать на низшие передачи и прикладывать значительные усилия. Следствием этого являлось не комфортное состояние перед началом рабочего дня в офисе.

Родилась мысль оснастить свой велосипед двигателем, который бы помогал в трудные минуты. Изучив довольно много видеороликов на YouTube, форум сайта endless-sphere.com и другие ресурсы об электрификации в домашних условиях велосипеда, в голове сформировалась картина решения поставленной задачи. Осталось только реализовать.

Мысль о покупке готового набора с мотор-колесом на переднем приводе казалась мне банально простой, а также две другие причины: малая развиваемая мощность (до 500 Вт) и дороговизна – сыграли не в ее пользу.

Акцент был сделан на задний привод и использование бесколлекторного двигателя. КПД такого решения, казалось, должно быть выше, чем использование переднеприводного мотор-колеса.

Уже имея небольшой опыт в радиомоделизме, я решил использовать для реализации своей задумки компоненты от HobbyKing, как основные при постройке электровелосипеда. Механику же было решено использовать ту, которую легко достать в любом авто- или веломагазине.

Компоненты

Для постройки электровелосипеда использовались следующие компоненты:

HobbyKing

Автомагазин

Шкив генератора ВАЗ-2108, 4 шт. (500 руб.)
Ремень генератора ВАЗ-2108, 2 шт. (200 руб.)

Веломагазин

Фривил (150 руб.)
Втулка, 2 шт. (500 руб.)
Цепь (150 руб.)
Переключатель передач (300 руб.)
Звезда 52T (300 руб.)

Строительный магазин

Алмазный диск 150 мм (150 руб.)
Винты, гайки, шайбы (150 руб.)
Алюминиевый профиль 20×10 (100 руб.)

Изготовление (механика)

Так как электровелосипед я планировал построить заднеприводным, для передачи крутящего момента на заднее колесо решил использовать цепную передачу, а для увеличения коэффициента передачи поставить звезду с большим числом зубьев.

Изначально я планировал вырезать звезду с нужным количеством зубьев с помощью лазерной резки в какой-нибудь мастерской, но поиски готового 3D-шаблона нужной конфигурации заняли много времени и ни к чему путному не привели. Заказ же резки вместе с изготовлением дизайнером шаблона выливался в копеечку (около 1500 руб.). Это ставило на нет основной принцип задуманной идеи – минимизация расходов на заказные и использование доступных готовых недорогих компонентов.

Поэтому в веломагазине (веломастерской) была приобретена самая большая звезда 52T, снятая с кассеты. А для крепления ее к втулке заднего колеса в строительном магазине куплен алмазный диск для болгарки подходящего диаметра (15 см). Центральное отверстие диска пришлось расточить сверлом и напильником до нужного диаметра втулки заднего колеса. Крепление этой конструкции к заднему колесу выполнено тремя болтами к спицам. Желательно для крепления использовать “ушастые” гайки, которые хорошо цепляются за спицы, а также автоконтргайки (с вкладышем). Звезду следует отбалансировать на крутящемся колесе, чтобы не было биений в разные стороны.

Для предотвращения передачи крутящего момента на двигатель с вращающегося колеса я использовал фривил на 16 зубьев, который легко купить в любом веломагазине. Проблема в том, что он предназначен для использования с более крепкими цепями и стандартные узкие цепи на него не садятся. Чтобы это стало возможным надо зубья фривила немного обточить по бокам. Я использовал для этого ручную бор-машинку с насадкой из точильного камня. 10 минут и все готово – напильником это растянулось бы надолго.

Так как фривил предназначен для накручивания на заднюю толстую втулку он имеет внутреннюю резьбу большого диаметра и для крепления его к передаточной втулке (с диаметром резьбы 10 мм) необходим переходник. Такой переходник я тоже смог найти в веломагазине. Он продавался в комплекте с втулкой черного цвета и я не знаю для чего она нужна. На фото представлен второй такой же переходник, который был с другой стороны с обратной резьбой.

Для натяжения цепи от фривила до ведомой звезды заднего колеса я использовал стандартный недорогой переключатель скоростей. Конфигурация натяжителя получилась, конечно, не самой удачной, но в целом он выполняет свою роль, а ничего лучшего я придумать не смог.

Для поэтапной передачи крутящего момента с двигателя на фривил я использовал две переходных втулки с установленными на них шкивами под клиновой ремень генератора ВАЗ-2108. Вся конструкция крепится с помощью алюминиевых профилей на раме велосипеда.

UPD. Рама не должна быть из композитных материалов вроде карбона, т.к. она должна быть монолитной и без повреждений для сохранения прочности. В противном случае рама может лопнуть. Не рекомендуется также использование алюминиевых рам. Лучше всего использовать как у меня стальную раму.

Переходные втулки тоже не обычные. У них значительно больше диаметр плоскостей, куда крепятся спицы. Это позволило прикрепить их к алюминиевым профилям. Для этого дырки под спицы немного рассверливаем под винты M3.

Шкивы для ремней имеют бОльший внутренний диаметра, чем диаметр резьбы переходной втулки, поэтому для исключения неточной установки шкивов я наматывал на резьбу втулки изоленту слой за слоем до диаметра отверстия шкива, а для фиксации под гайки использовал шайбы диаметром 30 мм.

В принципе, можно использовать одно передаточное звено клиноременной передачи. Запаса мощности двигателя хватит для езды по прямым дорогам и небольшим склонам. Но для уверенной езды по песку и в горки лучше использовать два звена. Каждое звено имеет кратность около 2x. Тем самым увеличивая в 2 раза передаваемый на колесо крутящий момент.

Изготовление (электрика, электроника)

Контроллер двигателя я прикрепил с помощью стяжек к одному из алюминиевых профилей, прикрепленных к раме, используя для лучшего контакта термопасту. Это позволяет лучше отводить тепло от контроллера и в процессе езды чувствуется как профиль и рама в окрестности контроллера нагреваются. С другой стороны контроллера, где установлен его радиатор, я аккуратно срезал ножом термоусадку и пристроил маленький вентилятор от старого процессора Intel 586. Хотя, по опыту эксплуатации он оказался не нужным.

Для управления мощностью двигателя я использовал серво-тестер, переведенный в ручной режим управления. Для питания серво-тестера и вентилятора охлаждения используется микросхема L7805 (КРЕН5А).

Поначалу, я отпаял с серво-тестера переменный резистор и поместил его рядом с правой рукояткой на руле. Оказалось, что такой способ плавной регулировки мощности имеет свои недостатки. Особенно неудобно им пользоваться в экстремальных ситуациях, когда приходится резко тормозить, когда рука перемещается на рычаг тормоза, а двигатель продолжает выдавать крутящий момент на тормозящее или даже блокированное колесо.

Поэтому, я упростил схему и сделал миниатюрную герконовую кнопку “газ в пол” (без фиксации) под большой палец правой руки, при нажатии на которую, двигатель начинает выдавать максимальную мощность. Для исключения резких рывков поставил на вход серво-тестера делитель напряжения на двух резисторах и конденсатор на 100 мкФ. Тем самым обеспечил плавное увеличение и уменьшение оборотов двигателя при нажатии и отпускании кнопки “газ в пол” примерно за 0,5 – 0,7 секунды.

На руль поставил ваттметр для контроля напряжения аккумулятора и измерения “расхода” запасенной в аккумуляторе емкости. Аккумулятор расположен в застегивающейся на молнию подседельной сумке. Тем самым убил двух зайцев – аккумулятор легко снимается для подзарядки и во время эксплуатации находится в замкнутом кожухе безопасности, на случай нештатного выхода из строя.

На левую рукоятку на руле поставил герконовую кнопку (без фиксации) для звукового сигнала отпугивания пешеходов. В качестве сигнала применил пьезокристаллическую автомобильную сирену — свистелку. Она вполне нормально себя чувствует при кратковременной работе на напряжении 22 В (аккумулятор 6s). Только громче чем на 12 В.

Итоги

Опишу несколько преимуществ и недостатков примененных решений. По порядку.

Цепная передача на заднее колесо имеет довольно длинный пробег, что приводит к слету цепи с фривила при движении по ухабистой дороге. Для избегания этого пришлось городить некое подобие направителя цепи перед фривилом из куска алюминиевой полоски и пластикового ролика. Так как цепь при движении бьется об него это создает неприятный громкий стучащий звук. По хорошему надо ставить натяжитель или успокоитель цепи перед фривилом, но пока не придумал как.

Крепление задней ведомой звезды к колесу не самое надежное. Есть вероятность повреждения спиц или соскакивания крепления звезды со спиц. Такое один раз уже было, когда я применял обычные гайки. После этого я поставил “ушастые гайки” и автоконтргайки. Текущую втулку лучше поменять на втулку с креплением для дискового тормоза и большую звезду посадить на его место. Но т.к. диаметр звезды гораздо больше дискового тормоза, я не уверен, что расстояния до рамы хватит для свободного вращения.

Клиновая передача усилия от двигателя до фривила по началу работала достаточно приемлемо. Однако КПД такого решения оставляет желать лучшего. При увеличении натяжения ремня увеличивается нагрузка на подшипники переходных втулок и двигателя, что приводит к повышению износа и сил трения, а отсюда понижению КПД передачи. При уменьшении натяжения ремни при высоких нагрузках (старте с места, движении в гору) начинают проскальзывать, и это тоже ведет к понижению КПД. Найти баланс крайне сложно. Применение поликлиновых шкивов проблематично из-за их громоздкости. Лучшим решением видится использование зубчатой ременной передачи.

Управление мощностью двигателя как в первом варианте с помощью переменного резистора, как я уже писал, часто неудобно. Использование кнопки “газ в пол” часто неоправданно, т.к. бывают моменты, когда необходимо ехать медленно и плавно. Схема движения “газ в пол – разгон – выбег на нейтралке” хоть по расходу емкости аккумулятора практически сравнима по эффективности с движением при постоянной работе двигателя, имеет немаловажный недостаток – проскальзывание клинового ремня при разгоне. Зато в режиме “газ в пол” ощущаешь всю мощь, установленную под своим сиденьем.

Ну и, не принципиально, но все же, звук работающего двигателя и двигающейся цепи при открытой конструкции часто пугают прохожих. Если кто из моделистов знает, как свистят бесколлекторные движки, тот поймет.

Несколько интересных фактов

Исходя из диаметров шкивов клиновой передачи (150 мм и 80 мм) и количества зубьев фривила и звезды на заднем колесе (16 и 52) получаем, что общее передаточное число равно 11,4. Это не очень много и не хватает для резвого заезда в гору, приходиться помогать ногами. Поэтому на двигатель я поставил керамический шкив от стиральной машины (купленный на барахолке) диаметром 64 мм. Это позволило увеличить передаточное число до 14,3. При напряжении батареи 22,2 В максимальная теоретическая скорость будет 45 км/ч. С учетом сопротивления воздуха и потерь мощности в передаточных звеньях, похоже на правду, т.к. по прямой я разгонялся до 40 км/ч.

Аккумулятора емкостью 5000 мАч (22 В) хватает на 30 минут езды и 8-10 км пути при средней скорости 18 км/ч и ускорениях до 40 км/ч. Еще раньше, когда у меня стоял аккумулятор 2200 мАч (11 В) мне его также хватало на 8 км пути, но при максимальной скорости 18 км/ч, средней 14 км/ч и помощи двигателю педалированием при движении в гору.

Максимальный ток, потребляемый двигателем при разгоне в режиме “газ в пол” около 60 А. Таким образом, выдаваемая мощность около 1250 Вт, что в несколько раз выше чем у большинства продаваемых мотор-колес. Разгон до 40 км/ч по прямой не более 10 сек.

В текущей конфигурации я отъездил в прошлом сезоне с июля по октябрь почти каждый день на работу при суточном пробеге около 20 км.

(Прошу прощения за грязь на некоторых фотографиях 🙂

UPD. Добавил предупреждение о риске переделки рамы не из стали.

Источник