Desarrollo de scooter tipo elíptica con asistencia eléctrica de bajo costo
La movilidad dentro de las ciudades está cambiando debido a la circulación de más vehículos, la falta de una infraestructura vial óptima y la llegada de alternativas que intentan disminuir las emisiones contaminantes en el ambiente provenientes de los vehículos de combustión. Por lo cual, se está da...
- Autores:
-
Garavito Uriza, Brayan Jesús
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
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Elliptical scooter
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La movilidad dentro de las ciudades está cambiando debido a la circulación de más vehículos, la falta de una infraestructura vial óptima y la llegada de alternativas que intentan disminuir las emisiones contaminantes en el ambiente provenientes de los vehículos de combustión. Por lo cual, se está dando al mercado de los vehículos eléctricos la oportunidad de abrirse paso en el día a día de las personas, sin importar la edad, género o condición física. Sin embargo, a pesar de los beneficios que trae consigo los vehículos eléctricos, la realidad es que no son tan comunes en Colombia, ya que es un vehículo de nicho, que sólo personas con alto poder adquisitivo pueden comprar. |
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Por lo cual, se está dando al mercado de los vehículos eléctricos la oportunidad de abrirse paso en el día a día de las personas, sin importar la edad, género o condición física. Sin embargo, a pesar de los beneficios que trae consigo los vehículos eléctricos, la realidad es que no son tan comunes en Colombia, ya que es un vehículo de nicho, que sólo personas con alto poder adquisitivo pueden comprar.CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................................................................11 1.1. Descripción del problema ........................................................................................................................................................................11 1.2. Justificación del Problema .......................................................................................................................................................................11 CAPITULO 2. OBJETIVOS......................................................................................................................................................................................12 2.1. Objetivo general.......................................................................................................................................................................................12 2.2. Objetivos específicos................................................................................................................................................................................12 CAPITULO 3. ESTADO DEL ARTE..........................................................................................................................................................................13 CAPITULO 4. MARCO TEORICO ...........................................................................................................................................................................16 4.1. Estudio estático........................................................................................................................................................................................16 4.2. Estudio dinámico......................................................................................................................................................................................17 4.3. Conservación de la energía involucrada en la bicicleta ...........................................................................................................................19 4.4. El motor eléctrico.....................................................................................................................................................................................25 4.5. Potencia del motor ..................................................................................................................................................................................27 CAPITULO 5. METODOLOGIA Y PLAN DE TRABAJO.............................................................................................................................................28 5.1. Metodología de trabajo ...........................................................................................................................................................................28 5.2. Plan de trabajo.........................................................................................................................................................................................29 5.3. Resultados esperados..............................................................................................................................................................................31 CAPITULO 6. DESARROLLO DEL PROYECTO ........................................................................................................................................................32 6.1. Sistema de transmisión de potencia mecánica........................................................................................................................................32 6.2. Potencia transmitida................................................................................................................................................................................42 6.3. Relación de engranajes............................................................................................................................................................................43 6.4. Tipo de frenos a utilizar ...........................................................................................................................................................................44 6.5. Potencia del motor eléctrico....................................................................................................................................................................44 6.6. Selección de motor eléctrico ...................................................................................................................................................................47 6.7. Selección de la Batería .............................................................................................................................................................................48 6.8. Selección del controlador ........................................................................................................................................................................49 6.9. Diseño CAD...............................................................................................................................................................................................49 6.9.1 Diseño inicial de chasis.......................................................................................................................................................................49 6.9.2 Diseño número de 2 de chasis...........................................................................................................................................................50 6.9.3 Modelo número 3 de chasis...............................................................................................................................................................51 6.9.4 Diseño inicial de pedal .......................................................................................................................................................................52 6.9.5 Diseño número dos de pedales..........................................................................................................................................................52 6.9.6 Diseño inicial del “tacón” para pedales.............................................................................................................................................52 6.9.7 Diseño final de “tacón” y plataforma de pedales..............................................................................................................................53 6.10. Longitud de la cadena............................................................................................................................................................................54 6.11. Selección de materiales del chasis.........................................................................................................................................................55 6.12. Simulaciones realizadas.........................................................................................................................................................................55 6.12.1. Preparativos para el análisis en SolidWorks...................................................................................................................................55 6.12.2. Análisis de chasis.............................................................................................................................................................................55 6.12.2.1. Tensiones en chasis......................................................................................................................................................................57 6.12.2.2. Desplazamientos en chasis..........................................................................................................................................................57 6.12.2.3. Factor de seguridad en chasis......................................................................................................................................................58 6.12.2.4. Fatiga en chasis............................................................................................................................................................................58 6.12.2.5. Convergencia de análisis en chasis..............................................................................................................................................59 6.13. Conclusiones de los análisis realizados..................................................................................................................................................60 CAPITULO 7. CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO..................................................................................................................................................61 7.1. Selección de materiales de construcción.................................................................................................................................................61 7.2. Adecuaciones al material de construcción seleccionado ........................................................................................................................61 7.3. Construcción del chasis............................................................................................................................................................................63 7.4. Construcción y maquinado del sistema de pedaleo ................................................................................................................................65 7.5. Construcción de sistema de dirección .....................................................................................................................................................67 7.6. Pruebas preliminares del proyecto..........................................................................................................................................................68 7.7. Pintura y ensamble final del prototipo ....................................................................................................................................................68 7.8. Recursos económicos utilizados ..............................................................................................................................................................69 CAPITULO 8. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO...................................................................................................................................................71 8.1. Selección de usuarios para realizar pruebas y preparativos....................................................................................................................71 8.2. Identificación del circuito de pruebas......................................................................................................................................................73 8.3. Entrenamiento de los usuarios en el manejo del prototipo....................................................................................................................75 8.4. Elementos utilizados para la medición de parámetros............................................................................................................................75 8.5. Inicio de pruebas de funcionamiento ......................................................................................................................................................76 8.5.1. Potencia real suministrada ...............................................................................................................................................................76 8.5.2. Pruebas de funcionamiento en ruta 1 (Jardín/CSU) .........................................................................................................................77 8.5.3. Pruebas funcionamiento en ruta 2 (Csu/Jardín)...............................................................................................................................78 8.5.4. Pruebas de rendimiento en sector crítico – Ruta 1 ..........................................................................................................................79 8.6. Pruebas adicionales de comparación ......................................................................................................................................................80 8.6.1. Recorridos realizado en bicicleta convencional................................................................................................................................80 8.6.2. Recorrido en caminata......................................................................................................................................................................81 8.7. Comparación de resultados obtenidos....................................................................................................................................................82 CAPITULO 9. TRABAJO A FUTURO.......................................................................................................................................................................84 CAPITULO 9. CONCLUSIONES..............................................................................................................................................................................85 BIBLIOGRAFIA......................................................................................................................................................................................................87 ANEXO 1. SIMULACIONES ADICIONALES ............................................................................................................................................................90 1.1. Análisis de esfuerzo delantero - Chasis....................................................................................................................................................90 1.1.1. Análisis de tensión en chasis – esfuerzo delantero ..........................................................................................................................90 1.1.2. Análisis de desplazamiento en chasis – esfuerzo delantero.............................................................................................................91 1.1.3. Análisis de factor de seguridad en chasis – esfuerzo delantero.......................................................................................................91 1.2. Análisis de esfuerzo trasero - Chasis........................................................................................................................................................91 1.2.1. Análisis de tensión en chasis – esfuerzo trasero...............................................................................................................................92 1.2.2. Análisis de desplazamiento en chasis – esfuerzo trasero.................................................................................................................92 1.2.3. Análisis de factor de seguridad en chasis – esfuerzo trasero ...........................................................................................................93 1.3. Análisis de pedal ......................................................................................................................................................................................93 1.3.1. Análisis de tensión en pedales..........................................................................................................................................................94 1.3.2. Análisis de desplazamientos en pedales...........................................................................................................................................94 1.3.3. Análisis de Factor de seguridad en pedales......................................................................................................................................95 1.4. Análisis de ensamble................................................................................................................................................................................95 1.4.1. Análisis de tensione en ensamble.....................................................................................................................................................96 1.4.2. Análisis de desplazamientos en ensamble........................................................................................................................................97 1.4.3. Análisis de factor de seguridad en ensamble ...................................................................................................................................98 1.5. Análisis de ensamble con diferente posición...........................................................................................................................................98 1.5.1. Análisis de tensión en ensamble – Diferente posición .....................................................................................................................99 1.5.2. Análisis de desplazamiento en ensamble – Diferente posición......................................................................................................100 1.5.3. Análisis de factor de seguridad en ensamble – Diferente posición................................................................................................101 ANEXO 2. RESULTADOS DE PRUEBAS EN PISTA................................................................................................................................................102 2.1. Anexo resultados en pruebas de funcionamiento.................................................................................................................................102 2.2. Resultados ruta 1 – usuario 1 ................................................................................................................................................................102 2.3. Resultados ruta 2 – usuario 1 ................................................................................................................................................................103 2.4. Resultados ruta 1 – usuario 2 ................................................................................................................................................................105 2.5. Resultados ruta 2 – usuario 2 ................................................................................................................................................................107PregradoMobility within cities is changing due to the circulation of more vehicles, the lack of optimal road infrastructure and the arrival of alternatives that attempt to reduce polluting emissions into the environment from combustion vehicles. Therefore, it is giving the electric vehicle market the opportunity to make its way into the daily lives of people, regardless of age, gender or physical condition. However, despite the benefits that electric vehicles bring, the reality is that they are not so common in Colombia, since it is a niche vehicle that only people with high purchasing power can buy.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo de scooter tipo elíptica con asistencia eléctrica de bajo costoDevelopment of elliptical type scooter with low cost electrical assistanceIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicElliptical scooterElectrical assistanceResearchRoad infrastructurePurchasing powerDesignPrototypeElectric motorsElectric carsPower transmissionMecatrónicaAsistencia eléctricaInvestigaciónMotores eléctricosAutomóviles eléctricosTransmisión de potenciaInfraestructura vialPoder adquisitivoDiseñoPrototipoScooter tipo elípticaAlcaldía de Bucaramanga, «El Parque Automotor De Bucaramanga Y El Área Metropolitana Asciende A Los 703.075 Vehículos,» 2019. 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