專利名稱：自行車用有音響和轉向指示功能的自動閃光裝置的制作方法
現(xiàn)代交通工具都有顯示運行狀態(tài)的燈光裝置，如汽車的前燈后燈。自行車雖然有尾燈，但不能主動發(fā)出信息。本裝置包括音響和自動閃光兩組獨立的電路，共用一組電源和旋轉開關。
自動閃光電路可激歷四只顯示屏，其中兩只顯示屏安裝在自行車前部和后部，分別向前方和后方發(fā)出閃光信息，叫固定式顯示屏；第三只顯示屏在旋轉的車輪內保持下垂狀態(tài)，向左右發(fā)出閃光信息，叫懸掛式顯示屏；第四只顯示屏與車輪同步旋轉，向左右發(fā)出閃光信息，叫旋轉式顯示屏。
在弱光環(huán)境下行車(例如黃昏～深夜)裝置的電路自動啟動，各顯示屏均發(fā)出周期性閃光，提醒周圍車輛行人，防止交通事故。
在強光環(huán)境下行車(例如白晝)電路自動關閉。
自行車停駛時，電路自動關閉。
固定顯示屏除上述特征外還具有以下功能；1、安裝在前部的顯示屏統(tǒng)一使用同一種光色閃光(例如紅色)。安裝在后部的顯示屏統(tǒng)一使用另一種光色閃光(例如綠色)。這樣在夜間，可根據(jù)光色判定前方自行車的行進方向。
2、撥動轉向指示開關可顯示轉向信息 直行時，間歇顯示 在轉向指示狀態(tài)，白晝行車亦有閃光。
通過選擇開關可關閉任一顯示屏。
顯示屏在白天具有普通自行車尾燈的美化功能。
夜晚的彩色閃光是美化功能的擴展。
音響及閃光的內容是自行車不斷發(fā)出的多種信息，對于黑暗中行進的自行車及周圍的車輛行人，這些信息是極其重要的。閃光電路的電原理方框圖如

圖1所示由四個部分組成(1)、主電源Ec；(2)、負電源C；(3)、負載V、D、R；(4)、旋轉開關K。
(圖1-圖4中的Y是音響單元電路，在閃光電路中不做介紹。)它們的作用的相互關系如下主電源Ec是向全部電路元件提供直流電的裝置。
副電源C是一只沒有固定組合關系的電容器，在旋轉開關K的支持下，副電源與主電源、控制元件三者之間可呈現(xiàn)三種組合關系。
1、副電源C被主電源Ec充電。
2、副電源C與任何元件均不能形成通路，成為一只開路狀態(tài)的電容器。
3、副電源C通過控制元件R向負載的輸入端放電。
在負載V、D、R中V是由有源器件組成的開關電路，它包括輸入端(連接R-V的橫線)和輸出端(連接V上方和下方的縱線)。
開關電路工作在截止——導通或截止——振蕩狀態(tài)(振蕩則是頻率更高的截止——導通)后一工作方式可降低功耗延長電池的壽命。
R是接在V輸入端的控制元件，決定著V的狀態(tài)(截止，導通或振蕩)。在控制元件R中選用了光敏元件參予對V的控制，光敏元件使V在強光下處于截止狀態(tài)，自動關閉電路。
D是發(fā)光元件，串聯(lián)在V的輸出端，V在導通(或振蕩)期D才能發(fā)光，前文所述的顯示屏就是D所代表的許多發(fā)光元件閃光而工作的。
在C放電的初始階段，V從截止進入導通(或振蕩)狀態(tài)，D發(fā)光，但放電僅是一個瞬態(tài)過程，進入穩(wěn)態(tài)后V又截止，因此D的發(fā)光不能持續(xù)，僅是一次短暫的閃光。放電之后的副電源，接受主電源的充電才能再次激歷V的輸入端，產生第二次閃光。借助于旋轉開關K可使Ec、C、R三者的組合關系周性變化。
旋轉開關K，由動觸點和靜觸點組成；動靜觸點之間保持彈性接觸；利用自行車行進時產生的旋轉力驅動動觸點運動，使動靜觸點間的組合關系周期性變化，可導致充電——放電過程周期性重復。停駛時，失去旋轉力，閃光自動停止；此時不論觸點在什么組合狀態(tài)電路均不耗電；因此無需另設電源開關。
在圖1中，副電源C僅向負載的輸入端供電。
在圖2中，副電源C向負載V、D、R供電；圖4亦然。
圖1、圖2是副電源C放電使D發(fā)光的。
圖3、圖4是副電源充電使D發(fā)光的，這需要加入放電元件F。設計實例1 見圖5有源器件V由兩只NPN型三極管V1、V2復合而成。V1的基極是輸入端，V2的發(fā)射極，集電極是輸出端，V1、V2工作在截止——導通方式，電路按圖1方框設計。
發(fā)光元件D由發(fā)光二極管(LED)D1～D9組成，除D2、D4外，每個LED符號均代表一組并聯(lián)的LED。D1～D9都串聯(lián)在V2發(fā)射極上，串聯(lián)后的電路固定連接在主電源Ec正負極上。
控制元件R，是由電阻器R1、R2、R3組成的分壓器，分壓點接在V1的基極，R3是光敏電阻，它僅在轉向指示開關K1置于位置2時(直行)才被接入電路；在1、3位置(顯示左、右轉彎信息)R3是開路的；這時分壓器僅由R1、R2組成；在副電源C放電的初始階段經R1、R2向V1基極提供的電流Ib和電壓Ub足以使V1導通→V2導通→D1～D9導通閃光；由于R3開路，閃光與環(huán)境亮度無關。即在轉向指示狀態(tài)，白晝行車亦有閃光。
直行時R3被接入電路，與R2并聯(lián)連接，強光環(huán)境下R3＜＜R2→Ub↓↓→V1、V2截止，電路自動關閉。弱光環(huán)境下R3＞＞R2，視做R3開路，R1、R2使V1、V2導通。情況前已述明。
外界光線穿越旋鈕X才能照射R3，X在不同的區(qū)域有不同的透光率，調節(jié)X可使電路在選定的亮度下進入工作狀態(tài)。
主電源Ec使用電池組，它通過旋轉開關K1可向副電源C充電；通過V1、V2的集電極直接向V1、V2、D1～D9供電。
副電源C是一只沒有固定組合關系的電容器，在開關K1的支持下它可呈現(xiàn)三種狀態(tài)(1)靜觸點j，k被動觸點a或c短路、副電源C被Ec充電。
(2)靜觸點k，l被動觸點b或d短路，副電源C向R1、R2、R3及V1、V2的輸入端放電。
(3)k不與任何觸點相連，副電源C成為一個開路狀態(tài)的電容器。
旋轉開關K1由動觸點a、b、c、d、e、f、g、h、i和靜觸點j、k、l、m、n、o、p、q、r、s、t組成；各靜觸點與電路元件的連接關系在圖中已清楚顯示，不擬全述，特別提示k是可與主電源連通的靜觸點；l是可與副電源連通的靜觸點。動觸點固定在環(huán)形支架M和M′上，M和M′安裝在受旋轉力的驅動可產生位移的位置。
在自行車后軸皮的兩端各有一個固定軸碗用的直徑較大的環(huán)形物，其中一個車有螺紋供安裝飛輪之用；另一個閑置的環(huán)形物可用于固定環(huán)形支架M，支架M’則固定在軸皮中部較細的管狀體上。做上述連接后的M和M’及其中的動觸點將與車輪同轉同停地工作。
靜觸點固定在靜支架N和N’上，靜支架固定在不受旋轉力影響的位置，且使其中的靜觸點與M，M’上的動觸點保持彈性接觸。
在車輪(亦即M和M’)的一個旋轉周期中將依次發(fā)生下列過程①d、e、f、i進入工作位置分別把k、l；m、n；o、p；r、s短路連通與此相對應的是副電源C通過R1、R2放電→V1、V2導通D1、D2、D1′導通；D5、D5′導通；D8導通；D6導通。
②M和M’按順時針方向旋轉全部靜觸點均開路。
③M和M’繼續(xù)旋轉，動觸點c進入工作位置，j.k被短路，副電源C被Ec充電。
④同②。
⑤b、g、h進入工作位置，k.l；p.q；s.t被短路連通。副電源C放電→V1、V2導通→D5、D5′導通；D9導通；D7導通。
⑥同②。
⑦a進入工作位置把j.k短路連通、副電源C被Ec充電。
⑧同②⑨下一循環(huán)從①開始。
可見，在一個循環(huán)中，D5、D5′發(fā)光兩次，D1、D1′、D2(或D3、D3′、D4)只發(fā)光一次，并且與D5、D5′同時發(fā)光。
把D1、D3、D5封裝在一個顯示屏中令其發(fā)紅光。
把D1′、D3′、D5′封裝在另一個顯示屏中令其發(fā)綠光。
兩個屏中的LED都排列成 形狀，每個黑短線代表一只LED并且左方三角形中全部LED以D1和D1′代表右方三角形中全部LED以D3和D3′代表中部矩形中全部LED以D5和D5′代表D1、D1′(或D3、D3′)與D5、D5′同時發(fā)光顯示左向(或右向)箭頭表示自行車即將左(或右)轉彎，箭頭過后是D5、D5′的單獨閃光顯示為矩形。圖形交替變換可以使顯示醒目易于識別。
動觸點f是一個兩端可分別與靜觸點o、p相接的、中間被切斷的觸點，D8把它連成一體，D8繪在動觸點上表示它是在旋轉狀態(tài)閃光。觸點g和D9亦然。
實際上，D8、D9并不直接固定在動支架上，它們從電路中分離出來密封在旋轉式顯示屏中，顯示屏固定在輻條上，工作在旋轉閃光狀態(tài)。
D6、D7封裝在懸掛式顯示屏內，如前所述懸掛式顯示屏的環(huán)形支架M’固定在軸皮中部較細的管狀體外側靜支架N’就是懸掛式顯示屏殼體本身，該顯示屏上部有一管狀空腔區(qū)，用于包容支架M’且M’可在空腔區(qū)內自由旋轉，殼體通過管形空腔區(qū)懸掛在軸皮下方，同時實現(xiàn)了動靜觸點的彈性接觸，使顯示屏在懸掛狀態(tài)閃光。
D6和D7；D8和D9宜使用不同光色的LED。
通過K3、K4、K5可使任意一只顯示屏停止工作。
D2、D4是單只LED，它們分別與D1、D1′和D3、D3′同亮同熄，其作用是告知顯示屏的工作狀態(tài)。
四個顯示屏和旋轉開關K1各有其特定的安裝位置，其余元件宜集中在一塊控制盤上，控制盤安裝在易于操縱和觀察的位置，例如車把中間最上方。
設計實例2按方框圖3工作的電路見圖6，這是副電源充電時D發(fā)光的電路。
在M、M′的一個旋轉周期中依次發(fā)生下列過程1、動觸點d進入工作位置把k、l短路連通，被充電的副電源C經k→d→l→地→D10放電，D10即為方框圖中的F(放電元件)。
2、M和M′按順時針方向旋轉，全部靜觸點均開路。
3、M和M′繼續(xù)旋轉，動觸點c、e、f、i進入工作位置，分別把j、k；m、n；p、q；s、t短路連通；與此相對應的是副電源C被主電源Ec充電，充電電流經R1、R2加在V1基極→V1、V2導通→D1、D2、D1′導通；D5、D5′導通；D9導通；D7導通。
4、同2。
5、b進入工作位置，過程同1。
6、同2。
7、a、g、h進入工作位置；j、k；o、p；r、s被短路連通副電源C被充電→V1、V2導通→D8導通；D6導通。
8、同2。
9、下一個循環(huán)從1開始。
其余敘述與設計實例1相同。
按方框圖2工作的電路需將圖5中V1、V2集電極與電源相接的點A改接在可與副電源相連的靜觸點l上。
按圖4方框工作的電路，需將圖6中V1、V2集電極與電源相連的點A改接在可與副電源相連通的靜觸點l上。
在旋轉開關K1上有一個可與主電源連通的靜觸點k，在k與地之間接入音響單元電路Y，這種接法使音響與閃光電路共用主電源Ec和旋轉開關K1，簡化了結構。門鈐、報警器等產品中普遍使用的音響集成電路早已廉價大批應市，只需接入揚聲器即可工作。無需提供電原理詳圖，僅以符號Y表示。K6為常開觸點，K6閉合時電路在K1的作用下可斷續(xù)發(fā)聲。
權利要求
1.自行車用有音響和轉向指示功能的自動閃光裝置其特征是該裝置由主電源副電源旋轉開關負載和音響單元電路五個部分組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的主電源其特征是主電源是向全部電路元件提供直流電的裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的副電源其特征是副電源是一只沒有固定組合關系的電容器，在旋轉開關的支持下，副電源與主電源，負載之間可呈現(xiàn)三種組合關系(1)、副電源被主電源充電。(2)、副電源向負載或負載的輸入端或放電電路放電。(3)、副電源與任何元件均不構成通路，成為一只開路狀態(tài)的電容器。
4.根據(jù)權利要求1所述的負載其特征是負載由有源器件，發(fā)光元件，控制元件組成，有源器件工作在開關或振蕩狀態(tài)，發(fā)光元件串聯(lián)在有源器件的輸出端，控制元件連接著有源器件的輸入端，在控制元件中加有光敏元件，在光敏元件的參予下，控制元件使有源器件在強光下截止。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)光元件其特征是把若干只發(fā)光元件按規(guī)定的圖形排列，密封在一起，構成可顯示特定圖形的顯示屏，并且固定式顯示屏安裝在自行車不可旋轉的部位；旋轉式顯示屏安裝在輻條上，懸掛式顯示屏懸掛在軸皮下方。
6.根據(jù)權利要求1所述的旋轉開關，其特征是旋轉開關由動觸點和靜觸點組成，動觸點受自行車行進時旋轉部件所產生的旋轉力的驅動可以產生位移，導致動靜觸點組合關系發(fā)生周期性變化。
7根據(jù)權利要求1所述的音響電路，其特征是該電路接在地和可與主電源連通的靜觸點之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自行車用有音響和轉向指示功能的自動閃光裝置，由主電源、副電源旋轉開關和負載構成的電路使發(fā)光元件在下列環(huán)境下自動改變工作狀態(tài)在弱光環(huán)境下行車電路自動啟動，發(fā)出周期性閃光。在強光環(huán)境下行車電路自動關閉。自行車停駛時，電路自動關閉。
文檔編號B62J6/00GK1132162SQ9510316
公開日1996年10月2日 申請日期1995年3月31日 優(yōu)先權日1995年3月31日
發(fā)明者楊志青 申請人:楊志青