一種高效制動的混合動力太陽能自行車的制作方法
【專利摘要】一種高效制動的混合動力太陽能自行車，屬于自行車節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有自行車騎行時人體的能量消耗和剎車的安全性的問題。本發(fā)明包括前太陽能電池板、前支架、后太陽能電池板、后支架、制動發(fā)電裝置、電磁制動裝置、電磁驅(qū)動裝置、開關(guān)、導(dǎo)線和葉輪；太陽能電池板通過支架固定在自行車車架上；制動發(fā)電裝置安裝于自行車前軸的前軸孔處；電磁制動裝置安裝在自行車后軸與后軸花鼓中間；開關(guān)安裝在車把下方，通過導(dǎo)線控制電磁制動裝置；電磁驅(qū)動裝置安裝在自行車的后輪車條上；葉輪中心套筒通過連接件安裝在自行車前軸上，葉輪中心套筒外側(cè)均布六個插槽，六個葉片通過插槽安裝在葉輪中心套筒上。本發(fā)明用于自行車節(jié)能技術(shù)。
【專利說明】
一種高效制動的混合動力太陽能自行車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種混合動力太陽能自行車，屬于自行車節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機和環(huán)境污染已經(jīng)成了不可回避的巨大問題。從社會能源消費的構(gòu)成來看，建筑能耗、工業(yè)能耗和交通能耗已經(jīng)形成明顯的三足鼎立之勢，其中交通能耗已超過能源消耗總量的30%。大量使用以化石燃料為能源來源的汽車，碳排放量巨大，而且尾氣中含有大量污染物，嚴重污染環(huán)境，且化石能源逐漸枯竭，必須考慮使用既環(huán)保、又節(jié)能的交通工具。
[0003]自行車憑借其在便捷、環(huán)保、健身等多方面優(yōu)勢在中短途交通中占有重要地位而被大力提倡。但是自行車比較費力，車速取決于人的體力，不適合作為遠距離的交通工具。因此在自行車的基礎(chǔ)上，電動自行車被廣泛的使用起來，但其消耗電能較大，而且存在充電不便、充電次數(shù)頻繁、續(xù)航能力差的問題。因此，如果解決電能來源和剎車安全性問題，是電動自行車急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有自行車騎行時人體的能量消耗和剎車的安全性的問題，提供了一種高效制動的混合動力太陽能自行車。
[0005]本發(fā)明所述一種高效制動的混合動力太陽能自行車，包括前太陽能電池板、前支架、后太陽能電池板、后支架、制動發(fā)電裝置、電磁制動裝置、電磁驅(qū)動裝置、開關(guān)、導(dǎo)線和葉輪；
[0006]前太陽能電池板通過前支架固定在自行車車架前部，后太陽能電池板通過后支架固定在自行車車架后部；
[0007]制動發(fā)電裝置包括發(fā)電機外殼、半圓磁環(huán)、定子線圈和固定螺栓，制動發(fā)電裝置安裝于自行車前軸的前軸孔處，兩個半圓磁環(huán)分別通過固定螺栓和圓形墊片固定在發(fā)電機外殼的內(nèi)壁上，半圓磁環(huán)的周圍環(huán)繞有定子線圈，兩個半圓磁環(huán)的磁極相反；
[0008]電磁制動裝置包括電磁制動外殼、電吸盤、制動環(huán)和制動環(huán)支座，電磁制動裝置安裝在自行車后軸與后軸花鼓中間；電吸盤安裝在電磁制動外殼上，電吸盤的表面與制動環(huán)的前端表面相對，制動環(huán)的后端為制動銷軸，制動銷軸的端部位于制動環(huán)支座的銷軸孔內(nèi)，制動環(huán)支座與自行車的后軸花鼓相連接；
[0009]開關(guān)安裝在車把下方，通過導(dǎo)線控制電磁制動裝置；
[0010]電磁驅(qū)動裝置安裝在自行車的后輪車條上，利用前太陽能電池板和后太陽能電池板的供電為自行車后輪的電動機提供電力，驅(qū)動自行車；
[0011 ]葉輪包括葉輪中心套筒、六個葉片和連接件，葉輪中心套筒通過連接件安裝在自行車前軸上，葉輪中心套筒外側(cè)均布六個插槽，六個葉片通過插槽安裝在葉輪中心套筒上。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明的太陽能電池板，能夠?qū)⑹占降奶柲苻D(zhuǎn)化為電能，利用制動發(fā)電及電磁裝置制動，達到制動反應(yīng)靈敏、制動可靠、制動力強的要求，節(jié)省了人力，增加了對新能源的利用，電能輔助驅(qū)動自行車前進，從而達到節(jié)省人力的目的。此外，通過太陽能電池板的輸出電壓，可以衍生出一系列的可擴展功能，增加了自行車應(yīng)用的廣泛性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所述一種高效制動的混合動力太陽能自行車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是制動發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是電磁制動裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0016]圖4是電磁制動裝置的主視圖；
[0017]圖5是葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖1-圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種高效制動的混合動力太陽能自行車，包括前太陽能電池板1、前支架2、后太陽能電池板6、后支架7、制動發(fā)電裝置8、電磁制動裝置9、電磁驅(qū)動裝置10、開關(guān)11、導(dǎo)線12和葉輪31;
[0019]前太陽能電池板I通過前支架2固定在自行車車架前部，后太陽能電池板6通過后支架7固定在自行車車架后部；
[0020]制動發(fā)電裝置8包括發(fā)電機外殼14、半圓磁環(huán)15、定子線圈16和固定螺栓17，制動發(fā)電裝置8安裝于自行車前軸的前軸孔18處，兩個半圓磁環(huán)15分別通過固定螺栓17和圓形墊片24固定在發(fā)電機外殼14的內(nèi)壁上，半圓磁環(huán)15的周圍環(huán)繞有定子線圈16，兩個半圓磁環(huán)15的磁極相反；
[0021]電磁制動裝置9包括電磁制動外殼25、電吸盤23、制動環(huán)19和制動環(huán)支座22，電磁制動裝置9安裝在自行車后軸26與后軸花鼓27中間；電吸盤23安裝在電磁制動外殼25上，電吸盤23的表面與制動環(huán)19的前端表面相對，制動環(huán)19的后端為制動銷軸20，制動銷軸20的端部位于制動環(huán)支座22的銷軸孔21內(nèi)，制動環(huán)支座22與自行車的后軸花鼓27相連接；
[0022]開關(guān)11安裝在車把下方，通過導(dǎo)線12控制電磁制動裝置9;
[0023]電磁驅(qū)動裝置10安裝在自行車的后輪車條上，利用前太陽能電池板I和后太陽能電池板6的供電為自行車后輪的電動機提供電力，驅(qū)動自行車；
[0024]葉輪31包括葉輪中心套筒28、六個葉片29和連接件30，葉輪中心套筒28通過連接件30安裝在自行車前軸上，葉輪中心套筒28外側(cè)均布六個插槽，六個葉片29通過插槽安裝在葉輪中心套筒28上。
[0025]本實施方式中，制動發(fā)電裝置8在自行車行駛時，發(fā)電機外殼14隨前輪花鼓一起轉(zhuǎn)動，發(fā)電機外殼14內(nèi)的磁鐵(15)環(huán)繞定子線圈16轉(zhuǎn)動，在定子線圈16中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流隨定子線圈16兩端的導(dǎo)線流出。制動發(fā)電裝置8通過開關(guān)調(diào)節(jié)啟用時間，能夠在剎車時輔助剎車并發(fā)電。
[0026]本實施方式中，電磁制動裝置9工作的過程為:電磁制動線圈(23)得電后產(chǎn)生磁力，吸引與電吸盤23相對的制動環(huán)19，制動環(huán)19的前段表面與電吸盤23表面接觸，由吸力吸緊不能再轉(zhuǎn)動，此時由于電吸盤23表面與制動環(huán)19之間的間隙小于制動銷軸20的長度，制動銷軸20的端部位于制動環(huán)支座22的銷軸孔21內(nèi)，制動銷軸20隨著制動環(huán)19不再轉(zhuǎn)動，制動銷軸20的端部也就阻止了制動環(huán)支座22轉(zhuǎn)動，進而使后軸花鼓27不再轉(zhuǎn)動，達到使自行車后輪制動的目的。所有的吸盤電磁鐵的電源線并聯(lián)，并在電源總線上串連滑動變阻器調(diào)節(jié)電流控制剎車時間。
[0027]本實施方式中，電磁驅(qū)動裝置10利用太陽能電池板供電，實現(xiàn)給自行車后輪的發(fā)動機提供電力，驅(qū)動自行車；電動機通過鏈輪帶動鏈條，進而帶動和自行車原有飛輪并聯(lián)的飛輪，從而帶動自行車后輪，驅(qū)動自行車。
[0028]【具體實施方式】二:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，還包括照明裝置3，照明裝置3采用LED電子燈，固定在自行車前叉的上部。
[0029]本實施方式中，照明裝置3用于自行車夜間行駛的照明。
[0030]【具體實施方式】三:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，還包括USB轉(zhuǎn)換接口 4，USB轉(zhuǎn)換接口 4安裝在照明裝置3的上方，輸出穩(wěn)定電壓5V。
[0031]本實施方式中，USB轉(zhuǎn)換接口4通過電壓轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)，能夠給騎行者隨身攜帶的移動設(shè)備供電，如手機等。
[0032]【具體實施方式】四:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，還包括防盜裝置5，防盜裝置5安裝在自行車車把上，采用電子鎖實現(xiàn)。
[0033]本實施方式中，防盜裝置5采用電子鎖。增強了自行車的安全性。
[0034]【具體實施方式】五:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，還包括調(diào)速轉(zhuǎn)把13，調(diào)速轉(zhuǎn)把13與車把合為一體件，通過調(diào)整調(diào)速轉(zhuǎn)把13進而調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整車速。
[0035]本實施方式中，在不使用太陽能驅(qū)動時，不轉(zhuǎn)動調(diào)速轉(zhuǎn)把13，和普通自行車一樣騎行本自行車即可。
[0036]【具體實施方式】六:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，前太陽能電池板I和后太陽能電池板6收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過穩(wěn)壓電路、DC-DC變換電路和充電電路將電能輸送至電池組儲存，電池組通過DC-DC變換電路和限流電路給電動機供電。
[0037]本發(fā)明中，前太陽能電池板I和后太陽能電池板6采用軟質(zhì)多晶硅太陽能電池板，總額定功率為40?60W，輸出電壓為16?20V，整體結(jié)構(gòu)采用流線型，以減少行駛過程中的空氣阻力。
[0038]本發(fā)明中，利用電和磁場的互生關(guān)系進行制動，分為制動發(fā)電裝置8和電磁制動裝置9，制動發(fā)電裝置8可通過開關(guān)調(diào)節(jié)啟用時間，可在剎車時輔助剎車并發(fā)電；電磁制動裝置9中，電吸盤23通電后，產(chǎn)生磁力，吸引與電吸盤23相對的制動環(huán)19，實現(xiàn)自行車制動，電磁制動可由開關(guān)11控制。電磁驅(qū)動裝置10的驅(qū)動能量來自于前太陽能電池板I和后太陽能電池板6。通過前太陽能電池板I和后太陽能電池板6的輸出電壓，能夠衍生出一系列的可擴展功能，增加了自行車應(yīng)用的廣泛性。
【主權(quán)項】
1.一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，包括前太陽能電池板(I)、前支架(2)、后太陽能電池板(6)、后支架(7)、制動發(fā)電裝置(8)、電磁制動裝置(9)、電磁驅(qū)動裝置(10)、開關(guān)(11)、導(dǎo)線(12)和葉輪(31); 前太陽能電池板(I)通過前支架(2)固定在自行車車架前部，后太陽能電池板(6)通過后支架(7)固定在自行車車架后部； 制動發(fā)電裝置(8)包括發(fā)電機外殼(14)、半圓磁環(huán)(15)、定子線圈(16)和固定螺栓(17)，制動發(fā)電裝置(8)安裝于自行車前軸的前軸孔(18)處，兩個半圓磁環(huán)(15)分別通過固定螺栓(17)和圓形墊片(24)固定在發(fā)電機外殼(14)的內(nèi)壁上，半圓磁環(huán)(15)的周圍環(huán)繞有定子線圈(16)，兩個半圓磁環(huán)(15)的磁極相反； 電磁制動裝置(9)包括電磁制動外殼(25)、電吸盤(23)、制動環(huán)(19)和制動環(huán)支座(22)，電磁制動裝置(9)安裝在自行車后軸(26)與后軸花鼓(27)中間；電吸盤(23)安裝在電磁制動外殼(25)上，電吸盤(23)的表面與制動環(huán)(19)的前端表面相對，制動環(huán)(19)的后端為制動銷軸(20)，制動銷軸(20)的端部位于制動環(huán)支座(22)的銷軸孔(21)內(nèi)，制動環(huán)支座(22)與自行車的后軸花鼓(27)相連接； 開關(guān)(11)安裝在車把下方，通過導(dǎo)線(12)控制電磁制動裝置(9); 電磁驅(qū)動裝置(10)安裝在自行車的后輪車條上，利用前太陽能電池板(I)和后太陽能電池板(6)的供電為自行車后輪的電動機提供電力，驅(qū)動自行車； 葉輪(31)包括葉輪中心套筒(28)、六個葉片(29)和連接件(30)，葉輪中心套筒(28)通過連接件(30)安裝在自行車前軸上，葉輪中心套筒(28)外側(cè)均布六個插槽，六個葉片(29)通過插槽安裝在葉輪中心套筒(28)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，還包括照明裝置(3)，照明裝置(3)采用LED電子燈，固定在自行車前叉的上部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，還包括USB轉(zhuǎn)換接口( 4)，USB轉(zhuǎn)換接口( 4)安裝在照明裝置(3)的上方，輸出穩(wěn)定電壓5V。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，還包括防盜裝置(5)，防盜裝置(5)安裝在自行車車把上，采用電子鎖實現(xiàn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，還包括調(diào)速轉(zhuǎn)把(13)，調(diào)速轉(zhuǎn)把(13)與車把合為一體件，通過調(diào)整調(diào)速轉(zhuǎn)把(13)進而調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整車速。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效制動的混合動力太陽能自行車，其特征在于，前太陽能電池板(I)和后太陽能電池板(6)收集太陽能，并將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過穩(wěn)壓電路、DC-DC變換電路和充電電路將電能輸送至電池組儲存，電池組通過DC-DC變換電路和限流電路給電動機供電。
【文檔編號】B62M6/40GK105882870SQ201610348999
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】帥永, 鐘鴻豪, 紀欣宇, 張國華, 梁永廣, 金家輝
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)