Diseño y construcción de un patinete eléctrico con control de velocidad y sistema de frenado para su uso como medio de transporte en ciudades

El aumento de los niveles de contaminación por emisiones de gases contaminantes por parte de vehículos además de la congestión vehicular generada por el número de automóviles es alarmante. Como propuestas se proponen los vehículos eléctricos que representan una solución a esta problemática. Se selec...

Full description

Autores:: Arias González, Daniel Felipe

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2020

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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Este trabajo de grado se centra en el diseño y construcción de un patinete eléctrico, partiendo desde la construcción de su chasis, hasta la implementación de instrumentación para su funcionamiento. Se diseña un chasis mecánica y estructuralmente resistente analizado por software CAD, luego según cálculos se determina la instrumentación como batería y motor. Se utiliza una suspensión por encapsulado de un eje centro flotante entre barras de Poliuretano. Se realiza la construcción y ensamblaje de componentes y luego se hace la validación del prototipo funcional, en donde se obtienen curvas de velocidad del patinete en operación. Finalmente, en los anexos del documento están los planos de construcción, planos eléctricos videos de validación, matriz QFD y manual de usuario y operación.INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 10 1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 11 1.1 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 11 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 11 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 12 2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................... 12 2.2 JUSTIFICACIÓN .............................................................................................. 12 2.3 TECNOLOGÍAS ACTUALES ........................................................................... 13 3. MARCO TEÓRICO ............................................................................................ 15 3.1 DISEÑO MECÁNICO ....................................................................................... 15 3.2 ANÁLISIS RESPUESTA VIBRATORIA............................................................ 16 3.3 SUSPENSIÓN POR EJES DE TORSIÓN EN GOMA ...................................... 17 3.4 MOTOR BRUSHLESS DC ............................................................................... 19 3.5 CONTROLADOR ............................................................................................. 21 3.6 SISTEMA DE FRENADO ................................................................................. 23 3.6.1 Frenado de Disco .......................................................................................... 23 3.6.2 Freno Regenerativo ...................................................................................... 24 3.7 RUEDAS .......................................................................................................... 26 3.8 DASHBOARD .................................................................................................. 28 3.9 BATERÍA .......................................................................................................... 29 4. MÉTODOS ......................................................................................................... 33 4.1 METODOLOGÍA .............................................................................................. 33 5. RESULTADOS ESPERADOS ........................................................................... 35 6. DESARROLLO DEL PROYECTO ..................................................................... 36 6.1 CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DEL CHASIS ........................................... 36 6.1.1 Análisis de Esfuerzos del Chasis .................................................................. 38 6.2 SISTEMA DE SUSPENSIÓN ........................................................................... 39 6.2.1 Simulación Sistema de Suspensión .............................................................. 43 6.3 SELECCIÓN DE INSTRUMENTACIÓN........................................................... 45 6.3.1 Selección Motor ............................................................................................ 45 6.3.2 Selección Controlador ................................................................................... 50 6.3.3 Selección Batería .......................................................................................... 51 7. CONSTRUCCIÓN .............................................................................................. 53 8. DIAGRAMA ESQUEMÁTICO ELÉCTRICO ....................................................... 63 8.1 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO CON FRENO REGENERATIVO ....................... 64 9. PRESUPUESTO ................................................................................................ 65 10. VALIDACIÓN ................................................................................................... 66 10.1 PRUEBAS DE OPERACIÓN ......................................................................... 66 10.2 CÁLCULOS DE CARGA ................................................................................ 69 11. FICHA TÉCNICA ............................................................................................. 70 12. CONCLUSIONES ............................................................................................ 71 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 73 ANEXOS ................................................................................................................ 79PregradoThe increase in pollution levels due to polluting gas emissions by vehicles in addition to the traffic congestion generated by the number of cars is alarming. Electric vehicles that represent a solution to this problem are proposed as proposals. The electric scooter is selected due to its efficiency, and other factors that are a direct solution to the problems raised. This degree work focuses on the design and construction of an electric scooter, starting from the construction of its chassis, to the implementation of instrumentation for its operation. A mechanically and structurally resistant chassis is designed, analyzed by CAD software, then according to calculations the instrumentation such as battery and motor are determined. A suspension by encapsulation of a floating center axis between polyurethane bars is used. The construction and assembly of components is carried out and then the functional prototype is validated, where speed curves of the scooter in operation are obtained. Finally, in the annexes of the document are the construction drawings, electrical drawings, validation videos, QFD matrix and user and operation manual.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño y construcción de un patinete eléctrico con control de velocidad y sistema de frenado para su uso como medio de transporte en ciudadesDiseño y construcción de un patinete eléctrico con control de velocidad y sistema de frenado para su uso como medio de transporte en ciudadesIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicElectric scooterGas emissionContaminationGases in automobile exhaustAir qualityGasesElectric propulsionMecatrónicaGases en escape de automóvilesCalidad del aireGasesPropulsión eléctricaPatinete eléctricoEmisiones de gasesContaminaciónCITYCOCO. Batería interna Litio 60V/20AH. [En Línea]. Gran Scooter Electric Vehicles. 2018. Disponible en: https://www.gran-scooter.com/repuestos-repuestoscitycoco- bateria-interna-60v-20ah-itycoco-p-615.htmlCLAIMS PATENT SERVICES. Ensamblaje de reja. [En Línea]. Google Patentes. 1998. Disponible en: https://patents.google.com/patent/US6102132A/en?q=flexiride&oq=flexirideCLAIMS PATENT SERVICES. Motocicleta con absorción de impactos por torsión. Estados Unidos. [En Línea]. Google Patentes. 2009. Disponible en: https://patents.google.com/patent/US20100259026A1/en?oq=us2010%2f0259026 +A1CLAIMS PATENT SERVICES. Muelle de torsión de goma. [En Línea]. Google Patentes. 1955. Disponible en: https://patents.google.com/patent/US20100259026A1/en?oq=us2010%2f0259026 +A1COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE, FUNDACIÓN NATURA Y WWF-COLOMBIA. El ABC de los compromisos de Colombia para la COP21. [En Línea]. 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