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1、由公共自行车机械改进下的共享单车浅析 郑佳明 河南省济源第一中学 摘 要： 全国时间, 李克强总理在政府工作报告中提到:“要加快培育壮大新兴产业, 加快新材料等技术研发和转化, 支持和引导分享经济发展, 提高社会资源利用效率, 便利人民群众生活”。一时间, “共享单车”成热门话题, 在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等普及自行车单车共享服务, 是共享经济的一种新形态。作为科技的产物, 共享单车有着明显的时代特征, 对社会的发展进步有着积极的推动作用。但与此同时, 共享单车在设计时有优势也会有不足, 本文主要针对公共自行车之下机械改进的共享单车展开论述。关键词： 共享单车;
2、机械改造; 轮胎; 车架; 信息化; 作者简介：郑佳明, 河南省济源第一中学。一、引言自行车不仅仅是人们日常出行的交通工具, 更是一种健康骑行的生活方式。共享单车, 是当下的热门词, 它不仅解决了广大市民最后 1 km 的出行难题, 也让大众喜爱的绿色骑行的生活方式回归城市, 既健康又节能环保, 构建人与自然和谐共生的生态环境。共享单车及其他备受欢迎的自行车, 选用的基本上都是铝合金车架。因为其材料轻、强度高、价格适中、耐用且不易生锈等特性, 铝合金车架成为了自行车企业的理想选择。二、共享单车的历程据第三方数据研究机构比达咨询日前发布的2016 中国共享单车市场研究报告显示, 截至 2016
3、年底, 中国共享单车市场整体用户数量已达到 1886 万, 预计2017 年, 共享单车市场用户规模将继续保持大幅增长, 年底将达 5000 万用户规模。该报告指出, 中国共享单车市场已经历 3 个发展阶段。2007 年至 2010年为第一阶段, 由国外兴起的公共单车模式开始引进国内, 由政府主导分城市管理, 多为有桩单车。2010 年至 2014 年为第二阶段, 专门经营单车市场的企业开始出现, 但公共单车仍以有桩单车为主。2014 年至今为第三阶段, 随着移动互联网的快速发展, 以摩拜、OFO 等为首的互联网共享单车应运而生, 更加便捷的无桩单车开始取代有桩单车。三、共享单车相比之前自行车
4、的机械改进(一) 镁合金一体轮和辐条轮的优劣对比我国之前采用轴传动自行车 (无链自行车) 日本车进行一个简单的对比:1.结构上, 日本车采用的法兰, 拆装不方便, 而且用传动轴替代了一根横梁, 这就在装配上造成了不方便, 一旦出现偏差会影响骑行, 中轴五通上和普通车差别太大, 通用性受到了很大影响, 无形中提高了造价。我们的车传动系统可以轻松拆装, 不用传动轴来承重, 用的是锁母, 容易装配和维护。2.材质和重量上, 日本的用的铸造外壳 (齿轮箱盖) , 笨重不说, 如果蹭掉漆了还要担心会生锈, 我们用的是铝合金的, 重量轻, 表面经过特殊处理不会生锈, 减轻了整车的重量。以前的锥齿轮传动效率
5、比较低, 现在很少能看到轴传动的摩拜车了, 都换成了普通的链传动的自行车了。普通自行车的设计多采用链条推动行驶, 而共享单车使用传动轴推动而非链条, 一是为了防止出现掉链子这种情况;二是为了利用镁合金材料延长共享单车使用寿命。但是这种传动轴驱动有两个弊端, 一个是造价高;一个是自行车蹬起来费力。以前自行车都是自己的, 谁会买个费力还贵的自行车啊?肯定买又便宜又省力气的链条自行车。但是这种传动轴成本太高, 只有很少的共享单车能够釆用这种方式, 大部分还是链条。除了链条, 共享单车统一改变的还有车轮, 有相当一部分共享单车车轮使用一体轮结构, 而放弃以前的辐条轮, 最主要的目的还是延长使用寿命。就
6、摩拜单车而言, 摩拜单车第一款经典款和第三代升级版都使用了镁合金一体轮, 这也影响到了其他共享单车使用镁合金一体轮。骑呗、优拜、町町也纷纷在他们的单车设计中使用镁合金一体轮。与传统辐条轮相比, 镁合金一体轮有以下优点:与其他合金相比, 镁合金性能优良, 在金属结构材料中质量最轻, 密度为铝的2/3, 不到钢的 1/4, 集高减震性、高热传导性和高刚性和高抗弯曲性于一身, 可延长压铸件的使用寿命。也就是使用镁合金一体轮能够延长共享单车的使用寿命。那么使用镁合金一体轮的弊端和使用辐条轮的好处呢?使用一体轮有一个不可避免的弊端是, 车子防震动能力要比辐条轮差。现在共享单车只是在马路和平地上使用, 这
7、也是选用一体轮的原因之一。因为一体轮防震性差, 在颠簸的路面上骑行, 轮毂易开裂。所以现在山地自行车和越野自行车目前还是以减震性能较好的辐条自行车为主。另一个原因就是造价。摩拜使用镁合金一体轮, 虽然增加了共享单车的使用寿命, 但是单车造价要比使用辐条轮的 ofo 高出好几倍。所以 ofo 单车坏的也比摩拜多。三是目前辐条自行车车轮已经是一个成熟完善的产业链, 找到供应商很简单。而一体轮自行车轮还属于完善期, 可能在自行车制作环节过程中面临比辐条车更多的困难。(二) 轮胎轮胎是自行车最重要的组成部件之一, 没有了轮胎, 自行车就无法发挥其价值。它的作用主要有:支持车辆的全部重量, 承受车辆的负
8、荷;传送牵引和制动的扭力, 保证车轮与路面的附着力;减轻和吸收自行车在行驶时的震动和冲击力, 防止自行车零部件受到剧烈震动和早期损坏, 保证行驶的安全性、操纵稳定性和舒适性。共享单车的轮胎也经历了 3 代。从最开始常见的充气轮胎发展到发泡橡胶制造的轮胎最终发展到如今的进口 TPE 材料制造的轮胎。自行车充气轮胎, 轻便, 稳当, 骑行感觉舒服, 价格便宜, 易修。自行车实心轮胎笨重, 骑行感觉吃力, 价格贵, 不能修补。与普通橡胶车胎相比, 采用进口 TPE 材料制造的轮胎系统重量减轻约 30%, 使操控更加轻松;由于具有耐磨损、耐摩擦、耐化学品和耐用等优点, 外层车胎的耐磨性提高了近 3 倍
9、;此外, 双密度车胎结构有助于减少维修次数, 延长单车使用寿命, 甚至可将减震性能提高 30%。“这种新车胎不惧穿刺和硬物磨损, 还可减少单车损坏几率, 显著提升了舒适性和整体骑行体验。”(三) 车架车架是整个车子的灵魂, 它决定着车子的耐用性以及自行车零配件的生产技术。但是实际上决定一个车架好坏, 除了材料本身的属性, 还与设计、制作有直接关系。通过具体数据研究表明, 在管材的形状和厚度相同的情况下, 铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一, 钛制车架也只有钢制车架的二分之一, 理想状态下, 且制作标准一致, 钢架是最结实的。但是实际情况是, 在整个行业中不可能有人会按照如此的标准这样做车架,
10、 所以这个结论也是不容乐观的。目前市面上的共享单车及其他备受欢迎的自行车, 选用的基本上都是铝合金车架。因为铝表面钝化处理的强度更大, 这种处理除了美化表面外, 在铝的表面形成的多孔质地氧化铝非常耐腐蚀, 不被一般的酸溶解;另一方面, 骑这种材料制造的自行车, 骑的次数越多, 应力发生的次数也越高, 强度也引起显著变化。为了使得车架结实, 似乎就要增加车架的管壁厚度, 但这又与追求轻量相背道, 所以在轻量和寿命之间的权衡也成为让人头痛的难题。(四) 有桩转向无桩设计城市公共自行车发展已久, 虽然两者有有桩和无桩之分, 但本质上都是分时租赁。对比城市公共自行车和无桩共享单车, 不少城市都有有桩的
11、公共自行车, 并且费用很低, 且一般半小时内免费, 比共享单车有价格优势。但是, 公共自行车的不足在于网点太少, 网点区域有限。并且重要的是, 网点存在明显的规模效应现象。共享单车确实可以有很多概念, 比如无桩导致借还更加方便, 如果使用人数足够多, 就会实现自身合理调度。随时随地停放导致还车方便, 但借车不方便在使用场景中, 当使用完一辆车后, 不用找固定的地方而随意停放确实很方便。但是, 这对下一个使用者就不一定方便了, 特别是停放在偏僻地方的时候。实际上, 无桩单车只是把使用者的“方便”转嫁到下一个使用者的“不方便”了。然而, 无桩的制度是对人性的纵容而非考验。无桩带来的更大难题来自于人
12、性。在共享单车遭遇各种不公平待遇 (损毁等) 之后, 我们把这种共享单车存在的问题归咎于素质, 因为无桩的“制度设计”本身就是对人性的挑战, 甚至纵容。无桩的做法取消了对人性的约束, 就相当于一个便利店没有店员让用户自己付费一样, 虽然有人会自觉, 但是不自觉的人带来的成本增加将会加到每一个人身上。所以, 无桩共享单车的运营效率会进一步降低。(五) 共享模式与互联网结合ofo 作为共享单车行业的创始者和领骑者, 把无桩共享模式与物联网结合, 将单车做为服务和数据的入口, 让 ofo 小黄车成为“万物互联”的第一个突破口。Ofo 采用全球首款物联网智能锁NB-Io T 智能锁的研发过程, 并描绘
13、了 ofo在物联网领域未来的发展规划。首先, NB-Io T 技术最大的特点是低功耗, 能以更低的功耗状态增加智能锁与基站和服务器的通讯频率及传递的数据量, 将共享单车精细化运营水平提升到新高度, 而低功耗的属性又可以使智能锁 3 年内不用充电或更换电池, 成本更低, 运营效率更高;其次, NB-Io T 信号穿墙性远远超过现有网络, 即使用户用户身处隧道或地下停车场, 也能利用 NB-Io T 技术顺利开关锁;再者 NB-Io T 可以连接更多设备, 比传统移动通信网络连接能力高出 100 倍以上, 也就是说, 同一个地点 ofo 可以连接更多的单车, 避免用户无法登陆及无法解锁的问题。四、
14、绪论自行车作为一种短距离出行工具, 也有助于城市“慢交通”系统的搭建。搭配步行或者公交车、地铁等交通方式, 共享单车可用作换乘接驳, 这不仅节省了市民的出行成本, 还对城市的低碳、绿色和可持续发展有不可忽视的推动作用。共享单车的存在是很有必要的, 目前成都已有超过 10 万辆共享单车, 但单车的运营、停放、维护等一系列问题也接踵而至。共享单车是绿色低碳、循环共享理念在交通出行方面的实践, 同时也是带动自行车市场经济的推动力。参考文献:参考文献1城市共享单车利弊共存.龚里.成都文明网.2017 (1) . 2共享单车营销策略分析-以 ofo 为例J.龚钱锋, 许必芳.中国商论.2017, 9. 3“共享单车”关键技术中的物理原理-以“摩拜单车”为例J.肖凯龙, 张军朋.物理教学.2017, 8. 4江昕:核心科技打造高质量轮胎J.高兴.电动自行车.2017, 9.
