Sierra Nevada University GBike bicycle generator/ar

بيانات المشروع

يكتب	مولد يعمل بالدواسة
المؤلفون
موقع	أركاتا ، كاليفورنيا
حالة	نموذج أولي
سنين
بيان OKH	تحميل

كان الهدف من هذا المشروع ابتكار منتج عملي قائم على الدراجات الهوائية، يُنتج طاقة متجددة عن طريق الدواسة، ويمكن تخزينها لتشغيل الأجهزة الإلكترونية. المنتج قابل للتكيف مع أي دراجة تقريبًا، ويمكن توصيله عبر عمود مقعد الدراجة. يتكون التصميم من جزأين رئيسيين: الهيكل الذي يحمل المحرك، وعلبة التروس، والأجزاء الكهربائية، والبطارية. كلا الجزأين صغيران ومدمجان، ويمكن تركيبهما بسهولة على أي دراجة تقريبًا.

الخلفية

طُوِّر هذا المشروع بناءً على فكرةٍ لسام روساك من كلية سييرا نيفادا، والتي شاركت في مسابقةٍ للاستدامة وفازت بها. صُمِّمت دراجة "جي بايك" بهدف تمكين من يفتقرون إلى طاقةٍ كافيةٍ من إنشاء دراجاتهم الخاصة، مع تمكينهم من التنقل بأنفسهم بعد أن تأثر الفريق بانقطاعاتٍ متكررةٍ للكهرباء في مقاطعة هومبولت.

بيان المشكلة والمعايير

بيان المشكلة

في الوقت الحالي، لا يوجد شاحن محمول يعمل بالدراجة قوي بما يكفي لشحن الكمبيوتر المحمول.

المعايير

وصف المشروع النهائي

النمذجة الأولية

النماذج الأولية المفاهيمية والفيزيائية والثلاثية الأبعاد

• 
  النموذج الأولي المفاهيمي : نموذج أولي من الورق المقوى لإطار مقعد الدراجة.
• 
  النموذج المادي الأول : محرك مزود بعجلة لوح تزلج.
• 
  العرض ثلاثي الأبعاد : عرض Fusion 360 لعلبة التروس والحامل.

مفهوم : صُمم النموذج الأولي من الكرتون وقاعدة خشبية. صُمم هذا النموذج بناءً على رغبة المستهلك والعميل في تثبيت محرك على عمود المقعد، وتوصيل نظام توليد الطاقة بأعلى العجلة. وفّر لنا هذا النموذج تمثيلًا بصريًا نبني عليه تصاميمنا المستقبلية.

التصميم المادي : صُمم النموذج الأولي المادي بمحرك من مثقاب، وعجلة لوح تزلج، ومحول لتوصيل عجلة لوح التزلج بالمحرك المصمم بتقنية Fusion 360 والمطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. صُمم هذا النموذج الأولي لمعرفة قوة خيط الطابعة ثلاثية الأبعاد، ومدى توافق عجلة لوح التزلج مع الإطار. خلال تصميم هذا النموذج الأولي، تعلمنا كيفية استخدام برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الذي استخدمناه لتطوير تصميمنا. من خلال اختبار هذا التصميم، وجدنا أنه لا يُخرج الجهد المطلوب، مما أدى إلى نموذجنا الأولي التالي.

العرض ثلاثي الأبعاد : تم إنشاء العرض ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج Fusion 360. صُمم النموذج الأولي لزيادة الجهد الناتج عن المحرك عند الدواسة. يتضمن هذا النموذج الأولي أيضًا هيكل التركيب التجريبي لعلبة التروس والمحرك. يُمثل هذا النموذج الأولي نظامًا قريبًا من تصميمنا النهائي لتركيب المحرك والنظام. يُقدم هذا النموذج لمحة عن كيفية تركيب تصميمنا النهائي، ويحتوي على الأجزاء التي تحتاج إلى طباعة ثلاثية الأبعاد للمشروع.

التكاليف

نتائج الاختبار

استخدم الاختبار الأول للدراجة محرك مثقاب كهربائي كمودم لتوليد الكهرباء. تم ربط المحرك بإطار الدراجة، وتم تثبيت مقياس متعدد بشريط على مقود الدراجة لقراءة النتائج. أدى ركوب الدراجة أسفل التل بسرعات اسمية للدراجة (~15 ميلاً في الساعة) إلى جهد يبلغ حوالي 1.7 فولت. لسوء الحظ، لم يكن هذا الجهد كافياً لمعاييرنا، وستكون طريقة التحسين هي علبة تروس بنسبة 6:1. سيؤدي ذلك، إذا افترضنا أن تصنيف KV خطي، إلى إنتاج جهد يبلغ حوالي 10.2، وهو ما سيكون كافياً. قوبلت الاختبارات الإضافية بالعديد من الانتكاسات، بما في ذلك عطل في الطابعة وشحن جزء معيب. لسوء الحظ، كان من غير المحتمل للغاية العثور على بدائل/بدائل أثناء جائحة Sars-CoV-2 في فترة زمنية معقولة.

كيفية البناء

GBike - تعليمات التنفيذ والاستخدام

الصيانة

تحتاج دراجة "GBike" إلى القليل جدًا من الصيانة على الرغم من استبدال الجزء المكسور أو البالي من حين لآخر.

الجدول الزمني

بعد كل استخدام

• امسحها ونظفها (خاصة إذا تعرضت للرطوبة)

سنوي

• استبدال أي أجزاء بلاستيكية مكسورة
• تنظيف محامل العجلات
• استبدال الأسلاك المهترئة

كل 3-5 سنوات

• استبدال المحرك
• استبدال البطارية
• استبدال محامل العجلات

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

المناقشة والخطوات التالية

كان مشروع GBike هو الجهد المشترك لسام روساك وبرينان لاجاس من سييرا نيفادا، بالإضافة إلى فريق Techné التابع لجامعة ولاية هامبورغ، والذي يضم الأعضاء ميكا تشيتروف وغاريت ميتشل وإيثان بيركل وأيدان ويلسون. وقد تم إحياء المشروع على يد سام روساك، الذي صاغ فكرة GBike وفاز في مسابقة بالتصميم. ثم كُلِّف فريق Techné بإنشاء نموذج أولي مادي لـ GBike. كانت عملية إنشاء GBike طويلة، ولكنها مثمرة. وقد تم استيفاء المعايير المحددة في النهاية، كما أن تكلفة GBike ضمن معايير التكلفة المحددة مسبقًا أيضًا. يتولى عضو الفريق غاريت ميتشل حاليًا مسؤولية البناء المادي لـ GBike خلال جائحة كوفيد-19، حيث يمكنه الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد داخل مسكنه. كما قام أعضاء الفريق الآخرون أيضًا بصنع الأجزاء ثلاثية الأبعاد للنموذج الأولي. نأمل أن نتمكن مستقبلًا من إجراء العديد من الاختبارات على نموذجنا الأولي الحالي، ومعرفة ما إذا كان بإمكاننا تحسين تصميمنا بأي شكل من الأشكال. لا شك أن هذا المشروع قابل للتطوير، وسيتناول القسم التالي من صفحة GBike Appropedia بعض الأفكار المستقبلية لـ GBike.

اقتراحات للتغييرات المستقبلية

يتمثل مستقبل هذا المشروع في توسيع إنتاج الوحدات واختبار مواد بديلة. حاليًا، يُصنع الصندوق الذي يحتوي على التروس والمولد من خيوط بلاستيكية مطبوعة. يمكننا تجربة استخدام سبائك معدنية مختلفة، من المرجح أن تكون من الألومنيوم. وسيتطلب ذلك استخدام تقنيات متطورة لقطع المعادن باستخدام الحاسب الآلي، مما يتطلب تخصيص المزيد من الموارد المالية للمشروع. ومن الأفكار المستقبلية الأخرى التي يمكن دراستها اختبار وإنشاء نماذج/متغيرات مختلفة. على سبيل المثال، أنواع مختلفة من دراجة GBike التي تنتج طاقة أكثر أو أقل حسب حاجة المستخدم. كبديل، يمكننا أيضًا تجربة تطبيق نظام في المنتج يسمح بتغيير المقاومة الميكانيكية عند ركوب الدراجة. والمقصود بذلك هو طريقة لتغيير نسبة التروس في علبة التروس لإنتاج كهرباء أقل بمقاومة أقل، وكهرباء أكثر بمقاومة أكبر.

المراجع

سيتم الإشارة إلى المستند النهائي بصيغة PDF

• وثيقة مشروع GBike

بيانات الصفحة

جزء من	Engr205 مقدمة في التصميم
الكلمات الرئيسية	القوة البشرية ، قوة الدواسة
أهداف التنمية المستدامة	الهدف السابع من أهداف التنمية المستدامة: طاقة نظيفة وبأسعار معقولة
المؤلفون	ميكاه شيتراروف ، أيدان ويلسون ، إيثان بيركل
رخصة	CC-BY-SA-4.0
المنظمات	جامعة كال بولي هومبولت
لغة	الإنجليزية (en)
متعلق ب	0 صفحات فرعية ، 6 صفحات رابط هنا
عمليات إعادة التوجيه	مولد دراجات سييرا كوليدج جي بايك
المشاهدات	73 مشاهدة للصفحة ( تحليلات )
مخلوق	21 أبريل 2020 بقلم ميكاه شيتراروف
آخر تعديل	18 يونيو 2024 بقلم فيليبي شينوني
استشهد باسم	Micah Chitraroff, Aidan Wilson, Ethan Pirkle (2020–2024). "Sierra Nevada University GBike bicycle generator". Appropedia. Retrieved July 22, 2025.
API queries	basic, semantic, html, files, more