專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步是可實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能與電能轉(zhuǎn)換的具有儲(chǔ)放電功能的自行車(chē)。
背景技術(shù)：
自行車(chē)的出現(xiàn)已有100多年的歷史了，雖然通過(guò)多次的革新，但效果并不理想，始終還保持著原始的運(yùn)行模式，好像自行車(chē)的革新之路始終有一條難以逾越的障礙。目前，自行車(chē)作為代步工具的功能，已逐步為汽車(chē)、摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)所替代。目前無(wú)論在城市或鄉(xiāng)村，電動(dòng)自行車(chē)在人們出行中占了主角地位。與此同時(shí)，人們追求日益健康，更加注重鍛煉身體。而自行車(chē)是鍛煉身體的選擇之一。然而，對(duì)大多數(shù)人而言，如果目的地的距離太近，則多選擇步行；如果目的地的距 離太遠(yuǎn)，多選擇電動(dòng)自行車(chē)。而電動(dòng)車(chē)也存在續(xù)航，充電等使用中存在的問(wèn)題，使用范圍受到了很大的限制，只有目的地適中，人們才會(huì)愿意騎自行車(chē)。隨著人們生活節(jié)奏的加快，人們需要在速度與鍛煉間找出一個(gè)大致的平衡點(diǎn)，即既要有一定速度，又要能鍛煉身體，這樣，一般的電動(dòng)車(chē)和一般的自行車(chē)都無(wú)法滿足人們的需要。于是，自行車(chē)賽車(chē)就為許多人所選擇。然而賽車(chē)無(wú)法滿足人們輕松騎行的需要。一般的自行車(chē)存在著浪費(fèi)能量問(wèn)題，例如；自行車(chē)啟動(dòng)時(shí)需要50公斤的牽引力，當(dāng)腳踩踏板從0至49公斤時(shí)自行車(chē)并沒(méi)有前進(jìn)，只有達(dá)到50公斤以上時(shí)自行車(chē)才能前進(jìn)，那么；就是說(shuō)當(dāng)0至49公斤時(shí)自行車(chē)并沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)外做功，這個(gè)損失發(fā)明人把它稱(chēng)為過(guò)程損失。如果把這個(gè)損失儲(chǔ)存起來(lái)，待合適時(shí)再利用，就大大的減少了騎車(chē)人的勞動(dòng)強(qiáng)度；此外，如果把剎車(chē)、下坡等丟失的能量回收再利用，就會(huì)使自行車(chē)表現(xiàn)出非凡的能力。研究開(kāi)發(fā)出既可作一般自行車(chē)騎行，又可輕便代步的輕便型的自行車(chē)，是很有必要的。曾經(jīng)也有人假想過(guò)，如果能邊騎車(chē)邊發(fā)電，把電能再利用使自行車(chē)騎起來(lái)更輕快，由于受到各種因素制約，使其一直還停留在想象狀態(tài)，沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，騎行輕便，可實(shí)現(xiàn)兼顧自行車(chē)代步與鍛煉的兩項(xiàng)功能，騎行者可在騎行中輕松鍛煉身體。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的
機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，包括正常連接的前輪，后輪，車(chē)架，車(chē)把，車(chē)座，制動(dòng)器，制動(dòng)器設(shè)置于后輪轂上，其特征在于主軸通過(guò)軸承置于兩端的軸承座內(nèi)，主軸上依次設(shè)置限倒轉(zhuǎn)飛輪、飛輪、機(jī)電轉(zhuǎn)換器；所述限倒轉(zhuǎn)飛輪固定于主軸上，并與軸承座或車(chē)架其它處固定，限倒轉(zhuǎn)飛輪只可單向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到限制主軸倒轉(zhuǎn)的作用；飛輪固定于主軸上，允許鏈條相對(duì)主軸反轉(zhuǎn)；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)包括殼體通過(guò)軸承設(shè)置于主軸上，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分裝于殼體與主軸上，殼體的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置、電子換向器及相關(guān)電路，儲(chǔ)放電裝置的充電與放電為電子換向器及相關(guān)電路所控制；電機(jī)功率輸出為自動(dòng)開(kāi)關(guān)所控制，平時(shí)為發(fā)電機(jī)，可通過(guò)騎行帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行充電，發(fā)電結(jié)束電路自動(dòng)升壓后，電流自主的返回電機(jī)做功，形成電動(dòng)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)放電做功。本發(fā)明的目的是可通過(guò)以下方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)
機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，包括正常連接的前輪，后輪，車(chē)架，車(chē)把，車(chē)座，制動(dòng)器，制動(dòng)器設(shè)置于主軸上，其特征在于主軸通過(guò)軸承置于兩端的軸承座內(nèi)，主軸上依次設(shè)置限倒轉(zhuǎn)飛輪、飛輪、機(jī)電轉(zhuǎn)換器；所述限倒轉(zhuǎn)飛輪固定于主軸上，并與軸承座或車(chē)架其它處固定，限倒轉(zhuǎn)飛輪只可單向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到限制主軸倒轉(zhuǎn)的作用；飛輪固定于主軸上，允許鏈條相對(duì)主軸反轉(zhuǎn)；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)包括殼體通過(guò)軸承設(shè)置于主軸上，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分裝于殼體與主軸上，殼體的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置、遙控開(kāi)關(guān)、電子換向器及相關(guān)電路，儲(chǔ)放電裝置的充電與放電為遙控開(kāi)關(guān)、電子換向器及相關(guān)電路所控制；電機(jī)功率輸出為開(kāi)關(guān)或遙控開(kāi)關(guān)所控制，平時(shí)為發(fā)電機(jī)，可通過(guò)騎行帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行充電，開(kāi)關(guān)或遙控開(kāi)關(guān)接上為電動(dòng)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)放電做功。 進(jìn)一步
所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是殼體包括兩側(cè)殼和環(huán)殼，兩側(cè)殼均通過(guò)軸承與主軸連接；兩側(cè)殼通過(guò)螺絲固定于環(huán)殼上，環(huán)殼的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)，環(huán)殼沿內(nèi)環(huán)固定設(shè)置有磁鐵，環(huán)殼的內(nèi)主軸上，固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子沿內(nèi)環(huán)或外環(huán)設(shè)置有線圈，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置。所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是殼體包括兩側(cè)殼和環(huán)殼，兩側(cè)殼均通過(guò)軸承與主軸連接；兩側(cè)殼通過(guò)螺絲固定于環(huán)殼上，環(huán)殼的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)，環(huán)殼沿內(nèi)環(huán)固定設(shè)置有線圈，環(huán)殼的一側(cè)為直流換向器，環(huán)殼的內(nèi)主軸上固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子沿內(nèi)環(huán)或外環(huán)設(shè)置有磁鐵，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置。所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置的儲(chǔ)放電裝置為電池或電容組，電池或電容組由若干個(gè)電池或電容器組成，電池或電容組間設(shè)置有并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，可使電池或電容組實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)互變，以應(yīng)對(duì)發(fā)電充電與放電做功兩種情況；發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，電池或電容器處于并聯(lián)充電狀態(tài)；動(dòng)力輸出時(shí)，電池或電容器便由并聯(lián)充電模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)輸出模式。所述電池或電容器上還連接有二極管、穩(wěn)壓管等輔助元件，以防止電池或電容器漏電或擊穿。所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由三極管及相關(guān)電路充當(dāng)，利用三極管的電壓自動(dòng)截止功能，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)的轉(zhuǎn)換。所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由遙控繼電器及相關(guān)電路充當(dāng)，遙控繼電器接受指令后，進(jìn)行電路的重新開(kāi)關(guān)分配，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)的轉(zhuǎn)換。所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由倍壓整流及相關(guān)電路充當(dāng)，電機(jī)發(fā)出的電能首先給電容充電，再由電容與電機(jī)的電壓疊加輸出。所述儲(chǔ)放電裝置指超級(jí)電容器或磷酸鐵鋰可充電電池，可以是一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器或磷酸鐵鋰可充電電池串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成。本發(fā)明的原理是其通過(guò)外力使電機(jī)轉(zhuǎn)子與車(chē)輪差速運(yùn)動(dòng)發(fā)電(包括加速蹬車(chē)和剎車(chē)兩種情況)，并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能設(shè)備(電池或電容器)中；在放電過(guò)程中通過(guò)電機(jī)內(nèi)部的電磁阻尼，從而帶動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的有益效果是1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝于自行車(chē)的后輪軸處，不影響自行車(chē)的結(jié)構(gòu)與美觀；2、騎行輕便，它可將蹬車(chē)和剎車(chē)的能量?jī)?chǔ)存，并根據(jù)需要釋放，形成鍛煉與放松的分階段享受；這樣能量(速度)被相對(duì)均勻的分散于騎行的過(guò)程中，騎行者蹬車(chē)加速或剎車(chē)減速的能量不會(huì)被完全浪費(fèi)，騎行過(guò)程較為輕松。可實(shí)現(xiàn)兼顧自行車(chē)代步與鍛煉的兩項(xiàng)功能，騎行者可在騎行中輕松鍛煉身體。本發(fā)明，打破了傳統(tǒng)自行車(chē)運(yùn)行模式，通過(guò)獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)與能量合理分配回收再利用。使自行車(chē)這種代步工具有了一個(gè)跨時(shí)代的發(fā)展，展現(xiàn)出一種全新的面貌，具備了健身，休閑，娛樂(lè)，代步，聚于一身的新型代步工具。


圖I為本發(fā)明無(wú)刷裝配結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為本發(fā)明自動(dòng)升降壓電路示意圖，
圖3為本發(fā)明機(jī)械升降壓電路示意圖，
圖4為本發(fā)明倍壓整流電路示意圖。圖中1為主軸,2為軸承,3為限倒轉(zhuǎn)飛輪,4為飛輪,5為側(cè)殼,6為磁鐵,7為環(huán)殼，8為轉(zhuǎn)子，9為儲(chǔ)能電池，10為電子換向器，11為側(cè)殼，12為制動(dòng)器，13為軸承，14為線圈，15為遙控開(kāi)關(guān)，16為幅條連接孔。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例
如圖I所示，主軸I (后輪軸，也可以根據(jù)需要設(shè)置于前輪軸上)通過(guò)軸承2和軸承13置于車(chē)架軸承座內(nèi)，主軸I上依次設(shè)置有限倒轉(zhuǎn)飛輪3、飛輪4、機(jī)電轉(zhuǎn)換器，限倒轉(zhuǎn)飛輪3固定于主軸I上，并與軸承座(或車(chē)架其它處)固定，起到限制主軸倒轉(zhuǎn)的作用；飛輪4為正常自行車(chē)后輪軸上所用飛輪，作用也與自行車(chē)飛輪相同；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是殼體包括側(cè)殼5、側(cè)殼11和環(huán)殼7，側(cè)殼5、側(cè)殼11均通過(guò)軸承與主軸I連接；側(cè)殼5、側(cè)殼11通過(guò)螺絲固定于環(huán)殼7上，環(huán)殼7的幅條連接孔16通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)，環(huán)殼7沿內(nèi)環(huán)固定設(shè)置有磁鐵6，環(huán)殼7的內(nèi)主軸I上固定有轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子8沿外環(huán)設(shè)置有線圈14，轉(zhuǎn)子8內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)能電池9，儲(chǔ)能電池9用于儲(chǔ)能及動(dòng)力輸出，儲(chǔ)能電池9可用超級(jí)電容或磷酸鐵鋰可充電電池(其規(guī)格是A123可充電動(dòng)力電池)，可用4 一 12塊串聯(lián)，充滿電后電壓可達(dá)12. 8 — 38. 4V，放電電流可達(dá)20A，功率可達(dá)200 — 500W ;在轉(zhuǎn)子8內(nèi)還設(shè)置有電子換向器10、遙控開(kāi)關(guān)15，電子換向器10、遙控開(kāi)關(guān)15為設(shè)置于車(chē)把上的遙控器所控制；遙控開(kāi)關(guān)15可以選擇用寬電壓輸入(如DC5 - 40V智能學(xué)習(xí)型無(wú)線遙控開(kāi)關(guān)，雙路遙控模塊，遙控距離1000米)改為兩路一體點(diǎn)動(dòng)模式；其作用是通過(guò)遙控，控制電機(jī)的充電與動(dòng)力輸出的模式轉(zhuǎn)換。電子換向器10，還可實(shí)現(xiàn)三相電與直流電的相互轉(zhuǎn)換。在主軸I的一側(cè)設(shè)置制動(dòng)器12，制動(dòng)器包括剎車(chē)環(huán)和剎車(chē)片，兩者配合實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。正常騎行時(shí)，鏈條帶動(dòng)飛輪4，從而帶動(dòng)主軸I和轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子8的線圈相對(duì)于磁鐵6運(yùn)動(dòng)，通過(guò)電磁阻尼從而帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子(車(chē)輪)的前進(jìn)，同時(shí)電機(jī)形成發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生電流，并將電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能電池9中。當(dāng)停止騎行時(shí)，打開(kāi)設(shè)置于車(chē)把的遙控器，遙控器即向遙控開(kāi)關(guān)15發(fā)出打開(kāi)指令，此時(shí)，儲(chǔ)能電池9輸出電流，轉(zhuǎn)子8與磁鐵6形成電動(dòng)機(jī)，使促使磁鐵6及環(huán)殼16轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2 —圖4為本發(fā)明控制電路示意圖。無(wú)刷自動(dòng)升降壓電路如圖2所示。G為無(wú)刷電機(jī)，作用是發(fā)電與動(dòng)力輸出。Cl、C2、C3、C4為儲(chǔ)電元件，可以是電容器，超級(jí)電容器，鋰電池之一種。其中，Cl、C2、C3為主儲(chǔ)電元件，C4為搖控開(kāi)關(guān)提供起動(dòng)電流。
H為控制器，其作用是，G作為發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，將電機(jī)的三相電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，給所有儲(chǔ)電元件充電；動(dòng)力輸出時(shí)，將儲(chǔ)電元件提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯姡o(wú)刷電機(jī)輸出。K1、K2為遙控開(kāi)關(guān)，通過(guò)遙控指令，令其由充電模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣β瘦敵瞿Ｊ?。Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 為二極管，作用是防止 Cl、C2、C3、C4 反向自行放電。BGU BG2為PNP三極管，充電時(shí)關(guān)，平時(shí)開(kāi)；作用是充電時(shí)，由于基極受到來(lái)自D6、R1、D7、R2電壓作用，自動(dòng)使C1、C2、C3的連接斷開(kāi)，使C1、C2、C3處于并聯(lián)充電模式；當(dāng)發(fā)電機(jī)停止發(fā)電后，由于三極管基極失去了控制電壓，BGl、BG2便自動(dòng)導(dǎo)通，使Cl、C2、C3由并聯(lián)模式自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)放電模式。BG3為NPN三極管，充電時(shí)開(kāi)，平時(shí)關(guān)；作用是電機(jī)發(fā)電時(shí)，基極受到來(lái)自R3電壓作用，使BG3處于連接模式，可讓充過(guò)Cl的電流通過(guò)其返回；同時(shí)阻止C2自行放電，如果動(dòng)力電池組串聯(lián)較多，中間的所有NPN三極管輸出端都需加二極管，防止電池組自行放電。Dff為雙向穩(wěn)壓管，作用是保護(hù)Cl、C2、C3、C4不被過(guò)壓擊穿。工作電流路徑
發(fā)電時(shí)，電流的流通線路是G — H — Kl — K2 — H — G
其中Kl — K2間又分為數(shù)條路徑，其中①Kl — Dl — Cl — BG3 — K2 ；② Kl — D2 — C2 — D4 — K2 ③ Kl — D3 — C3 — D5 — K2 Kl — D8 — C4 — K2。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)電元件C1、C2、C3、C4的充電。做功時(shí)，電流的流通線路是C3— BG2 — C2 — BGl — Cl — Kl — H — G — K2 — C3。圖2為自動(dòng)升降壓方式電路，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)，電機(jī)發(fā)出的三相電流由控制器(電子換向器)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，通過(guò)大功率三極管(電子開(kāi)關(guān))BG1、BG2 ;由于PNP三極管基極受到來(lái)自發(fā)電機(jī)正向電壓的控制，使三極管的集電極與發(fā)射極自動(dòng)斷開(kāi)連接，自動(dòng)的將電容組分隔成并聯(lián)充電，以降低充電阻抗；當(dāng)發(fā)電機(jī)停止發(fā)電三極管基極控制解除，集電極與發(fā)射極自動(dòng)導(dǎo)通，電容組由并聯(lián)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)，電壓升高為動(dòng)力輸出做好準(zhǔn)備。當(dāng)需要?jiǎng)恿敵鰰r(shí)，遙控繼電器Kl，K2接到指令常開(kāi)端閉合，常閉端分離，電容組電流，便通過(guò)電子換向器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯婒?qū)動(dòng)電機(jī)做功，完成功率輸出。無(wú)刷機(jī)械式升降壓電路如圖3所示。G為電機(jī)，作用是擔(dān)當(dāng)發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩種角色。H為控制器(電子換向器)，作用是G作為發(fā)電機(jī)時(shí)，H將電機(jī)發(fā)出的三相電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡o儲(chǔ)電元件充電。G作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，H將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯?，供電機(jī)動(dòng)力輸出。Kl通過(guò)遙控指令使電路整體由充電模式轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力輸出模式。K2、K3與Kl同時(shí)動(dòng)作，作用是1、平時(shí)斷開(kāi)Cl、C2、C3之間的連接，使其處于并聯(lián)以降低充電阻抗，2、當(dāng)需要?jiǎng)恿敵鰰r(shí)，通過(guò)遙控指令使Kl、K2、K3由并聯(lián)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)模式，提供較高的輸出電壓。C1、C2、C3為動(dòng)力電容組或電池組(可以多個(gè)串聯(lián))，作用是儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)的電能，提供電動(dòng)做功的所需電能。C4為超級(jí)電容器，作用是為遙控開(kāi)關(guān)提供啟動(dòng)電能。DW為穩(wěn)壓管，作用是保護(hù)C1、C2、C3、C4不至于過(guò)壓擊穿而損壞。D1、D2、D3、D4為二極管，作用是防止各個(gè)儲(chǔ)電元件自行放電。 工作電流路徑；
發(fā)電時(shí)G — H — K2、K3、D4 — C1、C2、C3、C4 — D1、D2、D3、KI — H — G 負(fù)極。做功時(shí)C3— K3 — C2 — K2 — Cl — H — G — H — Kl — C3 負(fù)極。圖3所示為機(jī)械升降壓電路；發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)(充電時(shí))，繼電器常開(kāi)端斷開(kāi)，使電容組處于并聯(lián)充電，做功時(shí)繼電器得到指令常開(kāi)端接合常閉端分離，使電容組由并聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)電壓升高，由控制器(電子換向器)，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯婒?qū)動(dòng)電機(jī)做功，完成做功循環(huán)，以上的升降壓電路應(yīng)對(duì)發(fā)電與放電兩種情況。有刷電機(jī)倍壓整流電路如圖4所示。G為電機(jī)，作用是發(fā)電與動(dòng)力輸出。KI、K2為遙控開(kāi)關(guān)，作用是通過(guò)指令使發(fā)電模式轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)模式。1(3、1(4與1(1、1(2同時(shí)動(dòng)作，作用是通過(guò)遙控指令，使動(dòng)力電池電容組C4、C5、C6、C7、C8、C9由并聯(lián)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)模式。Dffl為雙向穩(wěn)壓管，作用是保護(hù)Cl、C2，防止過(guò)壓擊穿而損壞。Cl、C2為超級(jí)電容器，作用是I、吸收儲(chǔ)存來(lái)自電機(jī)的大電流沖擊，能短時(shí)使發(fā)電機(jī)處于類(lèi)似短路狀態(tài)，增加電機(jī)的電磁阻尼，防止電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。2、儲(chǔ)存的電能，能與發(fā)電機(jī)的電壓疊加輸出，提高發(fā)電效率。D3、D4、D5、D6，D14，D15，組成整流器，作用是將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流整為直流電為儲(chǔ)電元件充電。DW2為穩(wěn)壓管，作用是保護(hù)C3及動(dòng)力電容電池組不被過(guò)壓擊穿損壞。C4、C5、C6、C7、C8、C9為電容與電池混聯(lián)的儲(chǔ)裝置，其作用是儲(chǔ)存電能和電能輸出，通過(guò)混聯(lián)互補(bǔ)了電容與電池的優(yōu)缺點(diǎn)，電容(可以為超級(jí)電容器)的優(yōu)點(diǎn)是；儲(chǔ)電速度快，爆發(fā)力強(qiáng)，缺點(diǎn)是；容量小。電池的優(yōu)點(diǎn)是；容量大，缺點(diǎn)是；充電速度慢，不支持大電流充放電，容易損壞等缺點(diǎn)，通過(guò)混聯(lián)彌補(bǔ)了兩種儲(chǔ)能元件的缺點(diǎn)，使能發(fā)揮其所長(zhǎng)，更好的利用。D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15為二極管，作用是防止各個(gè)儲(chǔ)電元件自
行放電。工作電路路徑
I、腳蹬發(fā)電時(shí)；
① G--Kl — D2 — C2 — K2 — G。
②G — Kl — Cl — D4 — D7、D8、DIO、D12 — C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 — D9、D11、D13 — D6 — K2 — G。③G— Kl — D14 — D4 — D7、D8、D10、D12 — C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 — D9、D11、D14 — D6 — K2 — G。2、剎車(chē)下坡發(fā)電時(shí)；
G — K2 — Dl — Cl — Kl — G。②G — K2 — C2 — D5…D7、D8、DIO、D12 — C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 — D9、D11、D15 — D3 — Kl — G。③G— K2 — D15 — D5 — D7、D8、D10、D12 — C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 — D9、D11、D15 — D3 — Kl — G。
做功時(shí)超級(jí)電容與電池屬于并聯(lián)連接，由于電機(jī)需要很大的瞬間啟動(dòng)電流，超級(jí)電容便承擔(dān)起動(dòng)時(shí)大電流放電的責(zé)任，起到延長(zhǎng)電池壽命的作用，混聯(lián)的好處還有；可以自由應(yīng)對(duì)充放電時(shí)間長(zhǎng)短的問(wèn)題，如；在城市騎車(chē)，充放電時(shí)間較短的情況下，充放電的任務(wù)主要以電容為主，如；在山區(qū)充放電時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，充放電的任務(wù)主要以電池為主，互補(bǔ)了兩種儲(chǔ)電元件的缺點(diǎn)。放電路徑
C8、C9 — K4 — C6、C7 — K3 — C4、C5 — K2 — G — Kl — C8、C9。圖4所示電路是一種倍壓整流電路，此電路的作用是(I)整流，將發(fā)電機(jī)的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?2)以倍壓的方式充電，以增加電機(jī)的電磁阻尼，當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)論向那個(gè)方向輸出電流(腳蹬與剎車(chē))，電流首先給C5或C7或C9 (超級(jí)電容)充電，使電流直接返回發(fā)電機(jī)輸入端，由于超級(jí)電容有接受大電流沖擊的特性，使電機(jī)短時(shí)間內(nèi)就像短路一樣在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁阻尼，有效的克服了轉(zhuǎn)子打滑現(xiàn)象，超級(jí)電容儲(chǔ)存的電能，在發(fā)電機(jī)電流轉(zhuǎn)換方向時(shí)與發(fā)電機(jī)電壓疊加輸出，實(shí)現(xiàn)倍壓效果。充電時(shí)由于遙控繼電器k3, k4常閉端斷開(kāi)，使電容或電池組分隔成并聯(lián)充電，做功時(shí)遙控繼電器得到指令K1，K2與k3，k4同時(shí)動(dòng)作常開(kāi)端閉合，常閉端分離，此時(shí)電容或電池組由并聯(lián)轉(zhuǎn)為串聯(lián)，升高電壓與電機(jī)形成閉合回路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)做功，完成做功循環(huán)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，包括正常連接的前輪，后輪，車(chē)架，車(chē)把，車(chē)座，制動(dòng)器，制動(dòng)器設(shè)置于后輪轂上，其特征在干主軸通過(guò)軸承置于兩端的軸承座內(nèi)，主軸上依次設(shè)置限倒轉(zhuǎn)飛輪、飛輪、機(jī)電轉(zhuǎn)換器；所述限倒轉(zhuǎn)飛輪固定于主軸上，并與軸承座或車(chē)架其它處固定，限倒轉(zhuǎn)飛輪只可單向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到限制主軸倒轉(zhuǎn)的作用；飛輪固定于主軸上，允許鏈條相對(duì)主軸反轉(zhuǎn)；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)包括殼體通過(guò)軸承設(shè)置于主軸上，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分裝于殼體與主軸上，殼體的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置、電子換向器及相關(guān)電路，儲(chǔ)放電裝置的充電與放電為電子換向器及相關(guān)電路所控制；電機(jī)功率輸出為自動(dòng)開(kāi)關(guān)所控制，平時(shí)為發(fā)電機(jī)，可通過(guò)騎行帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行充電，發(fā)電結(jié)束電路自動(dòng)升壓后，電流自主的返回電機(jī)做功，形成電動(dòng)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)放電做功。
2.機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，包括正常連接的前輪，后輪，車(chē)架，車(chē)把，車(chē)座，制動(dòng)器，制動(dòng)器設(shè)置于主軸上，其特征在于主軸通過(guò)軸承置于兩端的軸承座內(nèi)，主軸上依次設(shè)置限倒轉(zhuǎn)飛輪、飛輪、機(jī)電轉(zhuǎn)換器；所述限倒轉(zhuǎn)飛輪固定于主軸上，并與軸承座或車(chē)架其它處固定，限倒轉(zhuǎn)飛輪只可單向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到限制主軸倒轉(zhuǎn)的作用；飛輪固定于主軸上，允許鏈條相對(duì)主軸反轉(zhuǎn)；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)包括殼體通過(guò)軸承設(shè)置于主軸上，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分裝于殼體與主軸上，殼體的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置、遙控開(kāi)關(guān)、電子換向器及相關(guān)電路，儲(chǔ)放電裝置的充電與放電為遙控開(kāi)關(guān)、電子換向器及相關(guān)電路所控制；電機(jī)功率輸出為開(kāi)關(guān)或遙控開(kāi)關(guān)所控制，平時(shí)為發(fā)電機(jī)，可通過(guò)騎行帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行充電，開(kāi)關(guān)或遙控開(kāi)關(guān)接上為電動(dòng)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)放電做功。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是殼體包括兩側(cè)殼和環(huán)殼，兩側(cè)殼均通過(guò)軸承與主軸連接；兩側(cè)殼通過(guò)螺絲固定于環(huán)売上，環(huán)殼的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)，環(huán)殼沿內(nèi)環(huán)固定設(shè)置有磁鐵，環(huán)殼的內(nèi)主軸上，固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子沿內(nèi)環(huán)或外環(huán)設(shè)置有線圈，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是殼體包括兩側(cè)殼和環(huán)殼，兩側(cè)殼均通過(guò)軸承與主軸連接；兩側(cè)殼通過(guò)螺絲固定于環(huán)売上，環(huán)殼的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)，環(huán)殼沿內(nèi)環(huán)固定設(shè)置有線圈，環(huán)殼的ー側(cè)為直流換向器，環(huán)殼的內(nèi)主軸上固定有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子沿內(nèi)環(huán)或外環(huán)設(shè)置有磁鐵，轉(zhuǎn)子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置的儲(chǔ)放電裝置為電池或電容組，電池或電容組由若干個(gè)電池或電容器組成，電池或電容組間設(shè)置有并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，可使電池或電容組實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)互變，以應(yīng)對(duì)發(fā)電充電與放電做功兩種情況；發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，電池或電容器處于并聯(lián)充電狀態(tài)；動(dòng)カ輸出時(shí)，電池或電容器便由并聯(lián)充電模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)輸出模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述的電池或電容器上還連接有ニ極管、穩(wěn)壓管等輔助元件，以防止電池或電容器漏電或擊穿。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由三極管及相關(guān)電路充當(dāng)，利用三極管的電壓自動(dòng)截止功能，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)的轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由遙控繼電器及相關(guān)電路充當(dāng)，遙控繼電器接受指令后，進(jìn)行電路的重新開(kāi)關(guān)分配，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)與串聯(lián)的轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器，由倍壓整流及相關(guān)電路充當(dāng)，電機(jī)發(fā)出的電能首先給電容充電，再由電容與電機(jī)的電壓疊加輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，其特征在于所述的儲(chǔ)放電裝置指超級(jí)電容器或磷酸鐵鋰可充電電池，可以是ー個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器或磷酸鐵鋰可充電電池串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)而成。
全文摘要
機(jī)電轉(zhuǎn)換輕便自行車(chē)，涉及自行車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，主軸上依次設(shè)置限倒轉(zhuǎn)飛輪、飛輪、機(jī)電轉(zhuǎn)換器；機(jī)電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)包括殼體通過(guò)軸承設(shè)置于主軸上，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分裝于殼體與主軸上，殼體的幅條連接孔通過(guò)輻條連接自行車(chē)后輪轂內(nèi)側(cè)；所述轉(zhuǎn)子或定子內(nèi)設(shè)置有儲(chǔ)放電裝置、電子換向器及相關(guān)電路，儲(chǔ)放電裝置的充電與放電為電子換向器及相關(guān)電路所控制；電機(jī)功率輸出為自動(dòng)開(kāi)關(guān)所控制，平時(shí)為發(fā)電機(jī)，可通過(guò)騎行帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行充電，發(fā)電結(jié)束可轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)放電做功。本發(fā)明的有益效果是1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝于自行車(chē)的后輪軸處，不影響自行車(chē)的結(jié)構(gòu)與美觀；2、騎行輕便，可實(shí)現(xiàn)兼顧自行車(chē)代步與鍛煉的兩項(xiàng)功能。
文檔編號(hào)B62M6/60GK102826188SQ201210357670
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者靳永軍, 李獻(xiàn)波 申請(qǐng)人:靳永軍