(Dự án xe đạp tự động) lượng mô-men xoắn cần thiết để thay đổi bánh răng?

Tôi đang lên kế hoạch xây dựng một hộp số xe đạp tự động điều khiển điện tử cho dự án thiết kế cao cấp của tôi. Cá nhân tôi là một người đàn ông điện nhiều hơn, vì vậy việc đối phó với các thợ máy có phần mới đối với tôi. Tôi rất thích sử dụng một derailleur điện tử ngoài luồng, nhưng than ôi, chúng quá tốn kém (trường đã phân bổ ngân sách $ 115 mỗi học sinh và chúng tôi là một nhóm hai người, vì vậy chúng tôi có $ 230 để chi tiêu) . Vì vậy, tôi sẽ cần phải làm cho riêng mình như một số người khác đã làm.

Tôi đang lên kế hoạch sử dụng những chiếc derailleurs hiện tại của chiếc xe đạp và thay thế bộ chuyển số tay bằng một số loại động cơ để kéo dây cáp. Tất nhiên, chúng ta sẽ cần một lượng mô-men xoắn nhất định để tăng lên (và ít hơn nhiều cho việc chuyển xuống) và mô-men xoắn giữ để đảm bảo rằng chúng ta không vô tình trượt bánh răng.

Tôi chưa mua xe đạp, tôi đang xem một chiếc xe đạp Diamondback mà tôi tìm thấy trên Craigslist (nó trông giống như một chiếc xe đạp hybrid). Vì vậy, tôi tự hỏi nếu có bất kỳ phép đo trung bình cho mô-men xoắn yêu cầu.

Và tất nhiên, tôi chắc chắn có nhiều người có kinh nghiệm về xe đạp hơn tôi. Vì vậy, nếu bạn có một giải pháp tốt hơn, xin vui lòng hét lên. Tôi là tất cả tai.

Từ làm việc trên xe đạp, lượng lực cần thiết để kéo cáp bánh răng nhiều hơn tôi có thể áp dụng kẹp cáp bằng ngón tay, nhưng rất dễ áp ​​dụng kẹp cáp bằng kìm. Vì vậy, có lẽ khoảng 10-20N. Nhưng hầu như tất cả các lực lượng đó được yêu cầu để chống lại mùa xuân trở lại trong derailleur. Loại bỏ lò xo đó và lực giảm theo một độ lớn. Và như Kibbee nói, bạn có thể sử dụng đòn bẩy để thay đổi lực đó (nhưng bạn vẫn cần cùng một lượng năng lượng).

Cách dễ dàng là sử dụng cáp bánh răng hiện có và cần số được gắn vào bánh sau. Bằng cách đó, bạn không cần phải gắn động cơ của mình xuống ngay cạnh trục sau, nơi nó dễ bị sốc và bụi bẩn.

Nếu bạn sử dụng trống tời được gắn vào động cơ bước thì sẽ khá dễ dàng để làm mọi thứ hoạt động. Vấn đề với điều đó là mô-men xoắn giữ gần như chắc chắn sẽ lớn hơn so với mô-men xoắn của động cơ, vì vậy bạn sẽ cần nguồn điện để ở trong bánh răng. Hoặc giảm tốc độ động cơ bước, hoặc sử dụng phanh cơ có đế điện để giải phóng nó khi bạn muốn sang số. Nhưng điều đó có thể phức tạp hơn một dự án sinh viên có thể dễ dàng xây dựng.

Một cách khác là sử dụng bộ chuyển động hai đòn bẩy thông thường với động cơ để đẩy cần gạt khi bạn muốn thay đổi bánh răng. Đó là một nhiệm vụ có độ chính xác thấp, nhưng bạn sẽ cần lực lượng đáng kể. Nếu bạn đã sử dụng một động cơ servo RC khá nặng, tôi nghĩ rằng nó có thể hoạt động và trong phạm vi ngân sách. Sau đó, tắt bộ vi xử lý có đầu ra PWM để làm cho servo hoạt động (có thư viện Arduino thực hiện OOB này, không khó)

Một cách thanh lịch hơn nhiều sẽ là sửa đổi trực tiếp một derailleur, loại bỏ lò xo hồi và sử dụng một động cơ để di chuyển nó tới lui. Đây là những gì các thiết lập shifter điện tử làm. Nếu bạn sử dụng động cơ bước và lái "tắt đầu" để định vị nó, bạn sẽ có được độ tin cậy hợp lý với chi phí thấp và không phải xây dựng các cảm biến và giàn servo để xác định chính xác chuỗi trên ổ đĩa. Tôi sợ bạn có thể cần phanh lại, nhưng tôi sẽ xây dựng phiên bản đầu tiên mà không có nó. Tệ nhất, bạn có thể thực hiện báo cáo cuối cùng của mình với nội dung "nó hoạt động nhưng cần một khóa để giữ nó ở vị trí trên da gà".

Nếu bạn cắt lò xo trong hệ thống bánh răng cơ khí của mình, bánh răng sẽ thay đổi mà không có mô-men xoắn quan trọng. Nhưng tôi không biết sự mạnh mẽ cần thiết để di chuyển derailleur.