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共享单车中的物理学知识


1、链条传动与轴传动


链条传动的优点是:方便调节动力臂、阻力臂,省力,成本低;缺点是链条易断、易掉链。




不知为什么,看到上图我就想背公式。

这种链条联动装置链条运动的线速度相等


轴传动可靠、坚固、耐用;缺点是成本较高,骑行费力。目前只有早期摩拜单车采用轴传动,车的传动系统利用了锥齿轮能够交叉轴传动的原理,用两组锥齿轮传动,代替了链传动,这样就排除了使用过程中掉链子的风险,减小了事故的发生率。然而,齿轮传动与链传动相比,阻力稍大,这是很多用户感觉摩拜不省力的原因之一。



2、GPS电子锁和手动密码锁

在这里有两种开锁方式:一种是Mobike、小蓝单车、小鸣单车的二维码电子锁。

只要你用APP扫描车上对应的唯一解锁码,APP识别之后就会传输车辆信息到云数据,接着再返回对应车辆一串解锁指令。

哔哔~你的车锁就解开了。而从这个时间开始,你的账号和车辆就进入收费时段。而当结束骑行准备进行结算时,只要你将车锁合上,待云数据传回APP,就自动完成本次的计费了。


同时,由于具有GPS定位功能,车辆的位置能被实时确定。


上图为GPS卫星定位原理


而另一种解锁方式,就是ofo的手动密码锁。这种密码锁的解锁步骤是:在APP内输入ofo小黄车身上的6位数车牌,APP里会得出一个4位数的密码,这个密码对应的就是这辆车的车锁密码,接着自己再拨码手动解锁。而APP在得出密码后就开始计费了,结算也是在APP内进行的。


这种密码锁非常原始,而且没有GPS,这也就是我们在地图上看不到它的原因。即使ofo在你身边,APP也只会监测到附近有1辆,同样是没有具体坐标,我们猜测这可能是APP根据车辆最后结算的地点得来的,毕竟手机里有GPS。


但这都不是重点!ofo还有个惊天BUG!它们每一个车锁只对应一个密码,这就意味着在结算之后,只要你有心,重复刚才的密码就可以把骑走了!换个车牌,另加把锁这车就是你的!这实在是太考验公德心了


据说ofo已经正式发布其研发的第一代智能锁,拥有密码可变、待机两年无需充电、闭锁后自动扣款等性能。同时,ofo宣布已将带有智能锁的车辆率先投放到北京部分地区,包括中关村地铁沿线、北京大学校区以及沙河地区。


3、供电系统

这里有人很费解,既然车辆配备GPS还能收发信号,那它的电又是从哪里来呢?


是这样的、每一辆Mobike的传动轴里边,都有一台微型发电机,其原理就是闭合电路的部分线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流。通过踩动单车获得能量转化为电能,源源不断的为蓄电池充电。在你骑行的时候,这个发电机就能为车锁里面的电池充电,以此来支撑到下一次用车。



而Mobike Lite版则为了轻便取消了发电机,取而代之的是一块太阳能板,不信你看看Lite的菜篮子,小蓝单车同理。

太阳能电池板将太阳能转化为电能,车筐底部有导线穿过车的大梁传输到后轮处的充电电池内。


而只有手动密码锁的ofo没有供电系统,可能因为它并不需要。


4、刹车方式

这里有两种刹车方式,一种是整块集成的抱闸(抱刹),另一种是由两片塑胶组成的马蹄刹(夹刹)。抱刹的封闭设计能不受灰尘影响,让使用寿命更久。制动能力也比夹刹更好,但无法做到像专业V刹那样的制动能力。不过对于日常的骑行来说也相对够用了。

Mobike、小蓝、小鸣都采用了“前后双抱刹”方案,制动力略显不足但是稳定性更高。Mobike Lite和ofo则采用传统的“前夹刹后抱刹”。


夹刹方式刹车时,橡胶夹住车轮边缘,产生滑动摩擦力。在接触面粗糙程度一定的情况下,压力越大,滑动摩擦力就会越大。



5、反光角镜

还有一点就是“反光角镜”,这也是每一部自行车不可或缺的部分。这里按照反光带的位置和面积来算(除去脚踏板上的),Mobike前后挡泥板上的长条状反光带十分瞩目,也是这些共享单车中最大的。其次小蓝和ofo的尾巴反光块,最后才是Mobike Lite和小鸣的坐垫反光块。



角反射器利用的原理是光的反射,利用光的反射定律可以证明,入射光线和出射光线是平行的。这样在后方的人就能清晰的看到前方车辆。

所以,角反射器越大,位置越合适,夜间行车的安全性能就越好。




6、质量的测量

既然介绍了这么多,我们是不是忽略另一个很重要的质量问题。这才最关乎骑行感受的。重量方面虽然官方给了具体数据,但我们还是不厌其烦地测了一测。所用的方法相信你也从课本里学到过——杆杠原理。


类似这种检测中心的测量方法,同理将自行车的前后轮抬起相同高度,计算它们的质量综合,就可以得到自行车的整备质量。


此处科普一下测量原理。

其原理可以简化成如图所示的模型:

友情提示,不想看(kan bu dong)的可以跳过。


把两边的拉力加起来:


Mobike以26公斤的记录,当选了本届的重量级冠军。内置金属轴传动和发电机,罩子都是金属的,外加金属双抱刹,要是不这么重也是难为它了。ofo设计最传统也最轻便,约15公斤的重量一个女生都轻松能抬起来。

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