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共享單車中的物理學(xué)知識

 胡不周 2017-04-28


1、鏈條傳動與軸傳動


鏈條傳動的優(yōu)點是:方便調(diào)節(jié)動力臂、阻力臂,省力,成本低;缺點是鏈條易斷、易掉鏈。




不知為什么,看到上圖我就想背公式。

這種鏈條聯(lián)動裝置鏈條運動的線速度相等。


軸傳動可靠、堅固、耐用;缺點是成本較高,騎行費力。目前只有早期摩拜單車采用軸傳動,車的傳動系統(tǒng)利用了錐齒輪能夠交叉軸傳動的原理,用兩組錐齒輪傳動,代替了鏈傳動,這樣就排除了使用過程中掉鏈子的風(fēng)險,減小了事故的發(fā)生率。然而,齒輪傳動與鏈傳動相比,阻力稍大,這是很多用戶感覺摩拜不省力的原因之一。



2、GPS電子鎖和手動密碼鎖

在這里有兩種開鎖方式:一種是Mobike、小藍單車、小鳴單車的二維碼電子鎖。

只要你用APP掃描車上對應(yīng)的唯一解鎖碼,APP識別之后就會傳輸車輛信息到云數(shù)據(jù),接著再返回對應(yīng)車輛一串解鎖指令。

嗶嗶~你的車鎖就解開了。而從這個時間開始,你的賬號和車輛就進入收費時段。而當(dāng)結(jié)束騎行準備進行結(jié)算時,只要你將車鎖合上,待云數(shù)據(jù)傳回APP,就自動完成本次的計費了。


同時,由于具有GPS定位功能,車輛的位置能被實時確定。


上圖為GPS衛(wèi)星定位原理


而另一種解鎖方式,就是ofo的手動密碼鎖。這種密碼鎖的解鎖步驟是:在APP內(nèi)輸入ofo小黃車身上的6位數(shù)車牌,APP里會得出一個4位數(shù)的密碼,這個密碼對應(yīng)的就是這輛車的車鎖密碼,接著自己再撥碼手動解鎖。而APP在得出密碼后就開始計費了,結(jié)算也是在APP內(nèi)進行的。


這種密碼鎖非常原始,而且沒有GPS,這也就是我們在地圖上看不到它的原因。即使ofo在你身邊,APP也只會監(jiān)測到附近有1輛,同樣是沒有具體坐標,我們猜測這可能是APP根據(jù)車輛最后結(jié)算的地點得來的,畢竟手機里有GPS。


但這都不是重點!ofo還有個驚天BUG!它們每一個車鎖只對應(yīng)一個密碼,這就意味著在結(jié)算之后,只要你有心,重復(fù)剛才的密碼就可以把騎走了!換個車牌,另加把鎖這車就是你的!這實在是太考驗公德心了


據(jù)說ofo已經(jīng)正式發(fā)布其研發(fā)的第一代智能鎖,擁有密碼可變、待機兩年無需充電、閉鎖后自動扣款等性能。同時,ofo宣布已將帶有智能鎖的車輛率先投放到北京部分地區(qū),包括中關(guān)村地鐵沿線、北京大學(xué)校區(qū)以及沙河地區(qū)。


3、供電系統(tǒng)

這里有人很費解,既然車輛配備GPS還能收發(fā)信號,那它的電又是從哪里來呢?


是這樣的、每一輛Mobike的傳動軸里邊,都有一臺微型發(fā)電機,其原理就是閉合電路的部分線圈在磁場中切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流。通過踩動單車獲得能量轉(zhuǎn)化為電能,源源不斷的為蓄電池充電。在你騎行的時候,這個發(fā)電機就能為車鎖里面的電池充電,以此來支撐到下一次用車。



而Mobike Lite版則為了輕便取消了發(fā)電機,取而代之的是一塊太陽能板,不信你看看Lite的菜籃子,小藍單車同理。

太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,車筐底部有導(dǎo)線穿過車的大梁傳輸?shù)胶筝喬幍某潆婋姵貎?nèi)。


而只有手動密碼鎖的ofo沒有供電系統(tǒng),可能因為它并不需要。


4、剎車方式

這里有兩種剎車方式,一種是整塊集成的抱閘(抱剎),另一種是由兩片塑膠組成的馬蹄剎(夾剎)。抱剎的封閉設(shè)計能不受灰塵影響,讓使用壽命更久。制動能力也比夾剎更好,但無法做到像專業(yè)V剎那樣的制動能力。不過對于日常的騎行來說也相對夠用了。

Mobike、小藍、小鳴都采用了“前后雙抱剎”方案,制動力略顯不足但是穩(wěn)定性更高。Mobike Lite和ofo則采用傳統(tǒng)的“前夾剎后抱剎”。


夾剎方式剎車時,橡膠夾住車輪邊緣,產(chǎn)生滑動摩擦力。在接觸面粗糙程度一定的情況下,壓力越大,滑動摩擦力就會越大。



5、反光角鏡

還有一點就是“反光角鏡”,這也是每一部自行車不可或缺的部分。這里按照反光帶的位置和面積來算(除去腳踏板上的),Mobike前后擋泥板上的長條狀反光帶十分矚目,也是這些共享單車中最大的。其次小藍和ofo的尾巴反光塊,最后才是Mobike Lite和小鳴的坐墊反光塊。



角反射器利用的原理是光的反射,利用光的反射定律可以證明,入射光線和出射光線是平行的。這樣在后方的人就能清晰的看到前方車輛。

所以,角反射器越大,位置越合適,夜間行車的安全性能就越好。




6、質(zhì)量的測量

既然介紹了這么多,我們是不是忽略另一個很重要的質(zhì)量問題。這才最關(guān)乎騎行感受的。重量方面雖然官方給了具體數(shù)據(jù),但我們還是不厭其煩地測了一測。所用的方法相信你也從課本里學(xué)到過——桿杠原理。


類似這種檢測中心的測量方法,同理將自行車的前后輪抬起相同高度,計算它們的質(zhì)量綜合,就可以得到自行車的整備質(zhì)量。


此處科普一下測量原理。

其原理可以簡化成如圖所示的模型:

友情提示,不想看(kan bu dong)的可以跳過。


把兩邊的拉力加起來:


Mobike以26公斤的記錄,當(dāng)選了本屆的重量級冠軍。內(nèi)置金屬軸傳動和發(fā)電機,罩子都是金屬的,外加金屬雙抱剎,要是不這么重也是難為它了。ofo設(shè)計最傳統(tǒng)也最輕便,約15公斤的重量一個女生都輕松能抬起來。

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