一種自發(fā)光自行車警示燈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自發(fā)光自行車警示燈，屬自行車技術(shù)領(lǐng)域。輪軸套套在轉(zhuǎn)盤內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)盤兩側(cè)設(shè)有經(jīng)導(dǎo)孔連通的環(huán)腔和滑道；滑道側(cè)面裝有帶環(huán)腔和導(dǎo)孔的側(cè)板；轉(zhuǎn)盤和側(cè)板環(huán)腔內(nèi)都經(jīng)端蓋裝有帶金屬懸臂梁的基板，金屬懸臂梁與所粘接的壓電晶片構(gòu)成壓電振子；轉(zhuǎn)盤及側(cè)板上的壓電振子數(shù)相等且對(duì)稱安裝；壓電振子經(jīng)導(dǎo)線與鑲嵌在端蓋上的LED燈相連；轉(zhuǎn)盤及側(cè)板導(dǎo)孔內(nèi)安裝有擠壓滾珠；滑道內(nèi)放置有滾動(dòng)激勵(lì)器；端蓋上設(shè)有限位面，限位面處設(shè)有沉腔。優(yōu)勢(shì)特色：利用慣性力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤與激勵(lì)器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并激勵(lì)壓電振子，無需固定支撐；壓電振子變形后各點(diǎn)應(yīng)力相同且僅承受壓應(yīng)力，發(fā)電量大、可靠性高；警示燈能量自給、不需要電池、節(jié)能環(huán)保、使用方便。
【專利說明】
-種自發(fā)光自行車譬示燈
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于自行車技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種自發(fā)光自行車警示燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著民眾環(huán)保及運(yùn)動(dòng)健身意識(shí)的提高，騎自行車出行及鍛煉身體又重新成為一種 時(shí)尚。然而，現(xiàn)在城市中機(jī)動(dòng)車較多且無自行車專用道，騎行者在夜間行車存在一定的安全 隱患。為引起機(jī)動(dòng)車駕駛員及其他騎行者的注意、減少或避免意外事故對(duì)騎行者造成傷害， 越來越多的自行車警示產(chǎn)品相繼問世，如反光片、警示燈等;其中警示燈的警示效果較好， 但需要化學(xué)電池供電，因電池電量有限且存在自然損耗等問題需經(jīng)常更換。運(yùn)不僅給騎行 者造成了較大的麻煩、增加了使用成本，更關(guān)鍵是電池沒電且未及時(shí)更換時(shí)起不到必要的 警示作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有自行車警示產(chǎn)品使用中所存在的問題，本發(fā)明提出一種自發(fā)光自行車警 示燈。本發(fā)明的實(shí)施方案是：自行車輪的軸套經(jīng)過盈配合套在轉(zhuǎn)盤內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)盤一側(cè)設(shè)有階 梯型轉(zhuǎn)盤環(huán)腔、另一側(cè)設(shè)有環(huán)形滑道，轉(zhuǎn)盤環(huán)腔經(jīng)轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔與滑道連通;轉(zhuǎn)盤上開有滑道的 一側(cè)經(jīng)螺釘裝有側(cè)板;側(cè)板上設(shè)有側(cè)板環(huán)腔和側(cè)板導(dǎo)孔;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔和側(cè)板導(dǎo)孔靠近滑道一 側(cè)的出口為球面;轉(zhuǎn)盤環(huán)腔和側(cè)板環(huán)腔內(nèi)都經(jīng)螺釘和端蓋安裝有設(shè)有扇形金屬懸臂梁的金 屬基板，金屬懸臂梁與所粘接的壓電晶片構(gòu)成壓電振子;轉(zhuǎn)盤及側(cè)板上安裝的壓電振子的 數(shù)量相等且相對(duì)滑道對(duì)稱安裝，金屬懸臂梁靠近滑道安裝;壓電振子通過導(dǎo)線與鑲嵌在端 蓋上的L邸燈相連;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔及側(cè)板導(dǎo)孔內(nèi)安裝有擠壓滾珠;滑道內(nèi)放置有球形激勵(lì)器或圓 柱激勵(lì)器，圓柱激勵(lì)器的兩端設(shè)有切入倒角；當(dāng)轉(zhuǎn)盤上壓電振子的數(shù)量及激勵(lì)器的數(shù)量都 大于1時(shí)，兩個(gè)相鄰的激勵(lì)器中屯、與轉(zhuǎn)盤中屯、連線間的夾角與兩相鄰擠壓滾珠與轉(zhuǎn)盤中屯、 連線間的夾角之間不能互為整數(shù)倍，W減小各激勵(lì)器所受的沿滑道運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。
[0004] 本發(fā)明中，為提高壓電振子的發(fā)電能力和可靠性，端蓋上設(shè)有限定壓電振子變形 量的限位面，限位面處設(shè)有用于容納壓電晶片的扇形沉腔，沉腔的平面尺寸大于壓電晶片 的尺寸、小于金屬懸臂梁的尺寸；限位面為圓弧面且其半徑為取決于壓電晶片和金屬基板 的材料和厚度;壓電晶片為0.2mm~0.3mm厚的PZT4，金屬基板為被青銅，且金屬基板與壓電 晶片的厚度比為1~2.5,此時(shí)壓電振子的發(fā)電能力較強(qiáng)，即電能比較大;能量比是指各不同 厚度比壓電振子一次彎曲變形所產(chǎn)生的電能與其中的最大值之比，一次彎曲變形是指壓電 振子從自由狀態(tài)到金屬懸臂梁完全貼靠在限位面上的變形過程。
[0005] 本發(fā)明中，使發(fā)電景最大且壓電晶片不至于破損的合理限位面半徑為
，其中，a = hm/hp為厚度比，hm和hp分別為金屬基板和 壓電晶片厚度。
[0006] 工作過程中，軸套隨自行車輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤、側(cè)板、壓電振子及擠壓滾珠轉(zhuǎn) 動(dòng);在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激勵(lì)器在其慣性力的作用下處于滑道底部，從而使擠壓滾珠和激勵(lì) 器產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電振子及擠壓滾珠轉(zhuǎn)至與激勵(lì)器接觸時(shí)，擠壓滾珠與激勵(lì)器相互接 觸并產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，擠壓滾珠迫使壓電振子向遠(yuǎn)離激勵(lì)器的方向彎曲變形；當(dāng)擠壓滾珠 與激勵(lì)器的中屯、重疊時(shí)，壓電振子的金屬懸臂梁完全頂靠在限位面上、壓電振子變形量最 大;此后，壓電振子的變形量隨轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，擠壓滾珠與激勵(lì)器相互脫離時(shí)壓電振 子的變形量為零、即恢復(fù)到自然狀態(tài);上述擠壓滾珠與激勵(lì)器相接觸后又脫離的過程中，壓 電振子完成了一次發(fā)電過程;壓電振子所產(chǎn)生的電能經(jīng)導(dǎo)線傳輸給L抓燈，L抓燈得電后發(fā) 光。
[0007] 優(yōu)勢(shì)與特色:利用慣性力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤與激勵(lì)器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并激勵(lì)壓電振子軸向彎 曲變形發(fā)電，不需要額外設(shè)定固定支撐;壓電振子變形后各點(diǎn)應(yīng)力相同且僅承受壓應(yīng)力，故 發(fā)電量大、可靠性高;所形成的自行車警示燈能量自給、不需要電池、節(jié)能環(huán)保、使用方便。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中采用球形激勵(lì)器的警示燈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中采用圓柱激勵(lì)器的警示燈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是圖1的A-A剖視圖；
[0011] 圖4是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中金屬基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖5是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[OOK]圖6是圖5的左視圖；
[0014] 圖7是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤與側(cè)板裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖8是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中壓電振子發(fā)電量之比與厚度比關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 自行車輪的軸套e經(jīng)過盈配合套在轉(zhuǎn)盤a內(nèi)孔a4中，轉(zhuǎn)盤a-側(cè)設(shè)有階梯型轉(zhuǎn)盤環(huán) 腔曰1、另一側(cè)設(shè)有環(huán)形滑道a3，轉(zhuǎn)盤環(huán)腔al經(jīng)轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔a2與滑道a3連通;轉(zhuǎn)盤a上開有滑道 曰3的一側(cè)經(jīng)螺釘裝有側(cè)板f;側(cè)板f上設(shè)有側(cè)板環(huán)腔n和側(cè)板導(dǎo)孔f 2;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔a2和側(cè)板導(dǎo) 孔f 2靠近滑道曰3-側(cè)的出口為球面;轉(zhuǎn)盤環(huán)腔al和側(cè)板環(huán)腔n內(nèi)都經(jīng)螺釘和端蓋b安裝有 設(shè)有扇形金屬懸臂梁Cl 1的金屬基板Cl，金屬懸臂梁Cl 1與所粘接的壓電晶片c2構(gòu)成壓電振 子C;轉(zhuǎn)盤a及側(cè)板f上安裝的壓電振子C的數(shù)量相等且相對(duì)滑道a3對(duì)稱安裝，金屬懸臂梁Cl 1 靠近滑道曰3安裝;壓電振子C通過導(dǎo)線與鑲嵌在端蓋b上的Lm)燈h相連;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔曰2及側(cè)板 導(dǎo)孔f 2內(nèi)安裝有擠壓滾珠 d;滑道曰3內(nèi)放置有球形激勵(lì)器g或圓柱激勵(lì)器g '，圓柱激勵(lì)器g ' 的兩端設(shè)有切入倒角；當(dāng)轉(zhuǎn)盤a上壓電振子C的數(shù)量及激勵(lì)器g或g'的數(shù)量都大于1時(shí)，兩個(gè) 相鄰的激勵(lì)器g或g'中屯、與轉(zhuǎn)盤a中屯、連線間的夾角Q2與兩個(gè)相鄰擠壓滾珠 d與轉(zhuǎn)盤a中屯、 連線間的夾角Ql之間不能互為整數(shù)倍，W減小各激勵(lì)器g或g'所受的沿滑道曰3運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 力。
[0017] 本發(fā)明中，為提高壓電振子C的發(fā)電能力和可靠性，端蓋b上設(shè)有限定壓電振子變 形量的限位面bl，限位面bl處設(shè)有用于容納壓電晶片c2的扇形沉腔c2,沉腔c2的平面尺寸 大于壓電晶片c2的尺寸、小于金屬懸臂梁Cll的尺寸;限位面bl為圓弧面且其半徑取決壓電 晶片c2及金屬基板Cl的材料與厚度;本發(fā)明中，壓電晶片c2為0.2mm~0.3mm厚的PZT4,金屬 基板為被青銅，且金屬基板Cl與壓電晶片c2的厚度之比為hm/hp = l~2.5,此時(shí)壓電振子C的 發(fā)電能力較強(qiáng)，即電能比較大;能量比是指各不同厚度比壓電振子C 一次彎曲變形所產(chǎn)生的 電能與其中的最大值之比，一次彎曲變形是指壓電振子C從自由狀態(tài)到金屬懸臂梁Cll完全 貼靠在限位面bl上的變形過程。
[0018] 本發(fā)明中，使發(fā)電量最大且壓電晶片c2不至于碎裂的合理限位面半徑為本發(fā)明 中，使發(fā)電量最大且壓電晶片C 2不至于破損的合理的限位面b 1的半徑為：
，其中，a=hm/hp為厚度比，hm和hp分別為金屬基板Cl 和壓電晶片c2的厚度。
[0019] 工作過程中，軸套e隨自行車輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤a、側(cè)板f、壓電振子C及擠壓滾 珠 d轉(zhuǎn)動(dòng);在轉(zhuǎn)盤a轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激勵(lì)器g或g'在其慣性力的作用下處于滑道a3的底部，從而 使擠壓滾珠 d和激勵(lì)器g或g'產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電振子C及擠壓滾珠 d轉(zhuǎn)至與激勵(lì)器g或g' 接觸時(shí)，擠壓滾珠 d與激勵(lì)器g或g'相互接觸并產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，擠壓滾珠 d迫使壓電振子C 向遠(yuǎn)離激勵(lì)器g或g'的方向彎曲變形；當(dāng)擠壓滾珠 d與激勵(lì)器g或g'的中屯、重疊時(shí)，壓電振子 C的金屬懸臂梁Cll完全頂靠在限位面bl上、壓電振子C變形量達(dá)到最大;此后，壓電振子C的 變形量隨轉(zhuǎn)盤a的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，擠壓滾珠 d與激勵(lì)器g或g'相互脫離時(shí)壓電振子C的變形量 為零、即恢復(fù)到自然狀態(tài);上述擠壓滾珠 d與激勵(lì)器g或g'相接觸后又脫離的過程中，壓電振 子C完成了一次發(fā)電過程;壓電振子C所產(chǎn)生的電能經(jīng)導(dǎo)線傳輸給Lm)燈h，Lm)燈h得到電能 后發(fā)光。
[0020] 顯然，本發(fā)明利用慣性力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤a與激勵(lì)器g或g'間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、并激勵(lì)壓電振 子C軸向彎曲變形發(fā)電，不需要額外設(shè)定固定支撐;壓電振子C變形后各點(diǎn)應(yīng)力相同且僅承 受壓應(yīng)力，故發(fā)電量大、可靠性高；所形成的自行車警示燈能量自給、不需要電池、節(jié)能環(huán) 保、使用方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自發(fā)光自行車警示燈，其特征在于：自行車輪的軸套經(jīng)過盈配合套在轉(zhuǎn)盤內(nèi)孔 中，轉(zhuǎn)盤一側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)盤環(huán)腔、另一側(cè)設(shè)有滑道，轉(zhuǎn)盤環(huán)腔經(jīng)轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔與滑道連通;轉(zhuǎn)盤上開 有滑道的一側(cè)裝有側(cè)板;側(cè)板上設(shè)有側(cè)板環(huán)腔和側(cè)板導(dǎo)孔;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔和側(cè)板導(dǎo)孔靠近滑道 一側(cè)的出口為球面;轉(zhuǎn)盤環(huán)腔和側(cè)板環(huán)腔內(nèi)都經(jīng)端蓋安裝有設(shè)有金屬懸臂梁的金屬基板， 金屬懸臂梁與所粘接的壓電晶片構(gòu)成壓電振子;轉(zhuǎn)盤及側(cè)板上安裝的壓電振子數(shù)量相等且 相對(duì)滑道對(duì)稱安裝，金屬懸臂梁靠近滑道安裝;壓電振子通過導(dǎo)線與鑲嵌在端蓋上的LED燈 相連;轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔及側(cè)板導(dǎo)孔內(nèi)安裝有擠壓滾珠;滑道內(nèi)放置有球形或圓柱激勵(lì)器，圓柱激勵(lì) 器兩端設(shè)有切入倒角。
【文檔編號(hào)】B62J6/06GK205681332SQ201620625280
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開號(hào)201620625280.X, CN 201620625280, CN 205681332 U, CN 205681332U, CN-U-205681332, CN201620625280, CN201620625280.X, CN205681332 U, CN205681332U
【發(fā)明人】張忠華, 文歡, 闞君武, 王淑云
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)