电瓶车晴雨天智能雨棚的设计*

郁志康，张学萍

（安徽三联学院机械工程学院，安徽 合肥 230601）

电瓶车智能雨棚是通过对传统电瓶车雨棚的智能化设计，从而使其拥有更多的功能。它可以自动感应天气、自动变形挡风，非常耐用清洁等等。智能雨棚可以自动识别以及开关，为骑行者省去了许多不必要的步骤与麻烦。智能雨棚的研发目前仍处于萌芽阶段，但随着经济与科技的发展，人们的生活也愈发智能，传统电瓶车雨棚必将与智能挂钩。新科技新时代背景下，一切智能化产品皆有可能走向大众，若是电瓶车智能雨棚能够面向大众，那人们出行将会更加便利，可能会更多地选择电瓶车出行。

1 产品组成

1）电瓶车智能雨棚的顶棚由复合材料(玻璃钢)制作而成。玻璃钢（FRP）亦称作GFRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体，以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，不同于钢化玻璃。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。在玻璃钢的支撑下，电瓶车智能雨棚会更加轻盈且耐用，这完美弥补了传统雨棚不够耐用的缺陷。

2）采用进口不锈钢管材生产制作蓬架。不锈钢（Stainless Steel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢。具有焊接性、耐腐蚀性、抛光性能、耐热性能和耐腐蚀性，这使蓬架更加耐用，维护简单，不易生锈，也更加的环保。

3）采用PC耐力板生产制作面板与边板。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。具有耐撞击、打不破，强度超过强化玻璃、压克力板数百倍，坚韧安全、防盗、防弹效果最佳等特点。可圆拱、可弯曲，加工性佳、可塑性强、能依工地现场实际需要弯曲成拱形、半圆形等式样。耐力板最宽可做3米宽，长度任意。适用于热成型、吸塑等深加工。适用于雨棚、车棚、候车棚等采光遮雨顶棚。这大大加强了智能雨棚的防护性，保障了骑行者出行安全[1-2]。

2 产品结构

电瓶车智能雨棚的支架结构为X型剪式伸缩机构（见图1），它是由三X型剪式机构两两连接成为一个独臂，左右双臂，正好可以撑起棚面。一端固定在电瓶车前端，另一端可以伸缩，通过移动该结构来达到整个遮雨棚的打开和收回。加上传感器的作用还可以实现自动收缩，相对于传统雨棚的支架结构，X型剪式伸缩结构可以更便利进行雨棚收缩，不会向传统雨棚那样在不用时还需要进行拆卸，大大增加了使用的便利性。

图1 X型剪式伸缩机构结构图

电瓶车智能雨棚顶端装有温湿度感应器(见图2)，用于感应天气并自动收缩雨棚。当外界湿度发生改变时，感应器上的数值也会发生改变，当达到一定的数值时，会向STM32单片机发出信号，从而控制雨棚的展开和收缩，STM32单片机（见图3）基于ARM核32位架构具有高性能、低成本、低功耗等特点。当天气下雨时，空气湿度会逐渐增大，它会控制雨棚展开；当外界湿度减小时，它会控制雨棚收缩；当电机带动齿条运转到一定的位置时，齿条触碰到达极限位置，电机停止转动。这样人们就再也不用总是手动去拆卸和安装雨棚。

图2 温湿度感应器实物图

图3 STM32单片机实物图

3 产品优势

1）电瓶车智能雨棚存在着所有雨棚都没有的功能，可以自动感应天气、自动变形挡风，材料非常耐用轻便等等。智能雨棚可以自己识别以及开关，为骑行者省去许多不必要的步骤及麻烦。

2）电瓶车智能雨棚安装感应器，可以感应外界的光照强度、风速以及湿度，这些数据综合起来，智能雨棚进行数据分析，在合适的时候自动打开雨棚为骑行者遮太阳或雨水。

3）在风大时骑行过程中，智能雨棚会自动感应风速和风向，调整为合适的形状，减小风对雨棚的阻力，并且智能雨棚采用的都是轻薄材料，骑行时转弯掉头都非常方便，不会过多消耗电瓶车电能。大型车辆从旁边经过时的气流对轻便的雨棚没有影响。采用高科技复合材料（玻璃钢）生产制作顶蓬。玻璃钢的特点是轻质、高强、防腐、保温。它的强度是普通塑料板材的几倍，强度大于钢材和铝材。FRP板材具有耐高温、耐老化、耐摩擦等特点。

4）采用进口不锈钢管材生产制作蓬架，采用PC耐力板生产制作面板与边板。不锈钢的特点是延展性好、耐腐蚀、耐热性好，清洁、光洁度高。因为不必表面处理，所以简便、维护简单、焊接性能好。采用专用电动雨刮器配套自动化刮除雨水。PC耐力板的特点是透光性好、难燃、耐候、耐温、加工性好、重量轻。

4 设计思路

本款电瓶车智能雨棚的雨棚支架采用轻且硬的材料，挡风采用轻薄防晒防水的材料，可以安装在电瓶车挡风板处。在风大时骑行过程中，智能雨棚会自动感应风速和风向，调整为合适的形状，减小风对雨棚的阻力，智能雨棚安装感应器，可以感应外界的光照强度、风速以及湿度，这些数据综合起来，智能雨棚进行数据分析，在合适的时候自动打开雨棚为骑行者遮太阳或雨水。并且智能雨棚采用的都是轻薄材料，骑行时转弯掉头都非常方便，不会过多消耗电瓶车电能。大型车辆从旁边经过时的气流对轻便的雨棚没有影响[3-4]。

5 使用性能

1）采用电子显示屏和语音播报相结合，使人们更加精准清晰地了解外部环境的数据，也更适合老年人使用。

2）采用轻巧、质量好、防腐蚀、耐高温的不锈钢和玻璃钢，使产品便拿以及易折叠。

3）采用精确的测量仪器，按照模板精确的将智能雨棚的外形制作出来，并且设计和选择适合的感应器，对外界环境的检测更加准确，雨棚感应数据分析后自动做出对应的形状。

4）采用可充电装置，节省资源。

6 结束语

随着经济不断发展，科技在人们生活中越来越多见，传统雨棚没有科技的支撑将来可能会淘汰，而智能雨棚在传统基础上创新，会更加符合大众群体的喜好。电瓶车出行绿色环保，不排放有害物质，人们对电瓶车的需求越来越多，所以越来越多的人会需要雨棚，对雨棚的功能及效果格外关注。电瓶车智能雨棚通过感应外界的湿度解决了人们在日常生活中对电瓶车雨棚拆卸安装不便利的问题，使人们的生活更加智能化，也方便了人们出行，提高了电瓶车出行的安全性，相信电瓶车智能雨棚会在未来得到普及。