一種自行車發電車輪的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及摩擦薄膜發電技術，具體涉及一種自行車發電車輪。
【背景技術】
[0002]由于城市人群的工作方式普遍具有久坐不動的特點，因此城市居民尤其是辦公室族普遍缺乏運動，加之由于早、晚高峰尤其存在交通壓力偏大的問題，在相當程度上影響城市居民尤其上班人群的生活質量。此外，伴隨著由于化石類能源及其污染導致的環境問題在全球范圍成為關注的焦點，從環境中采集能量被視為實現綠色能源和能源可持續發展的有效途徑。
[0003]隨著人們健康意識的普遍增強，兼具強身健體和低碳減排優點的綠色騎行已經成為越來越多人的日常出行或者運動方式。但是，在移動設備日益豐富、人們離不開移動設備以及設備耗電量偏大的前提下，較長時間騎行特別是騎車參加戶外活動的情況下，移動設備經常沒電會在很大程度上影響人們的心情。
[0004]發電自行車是將自行車騎行過程中的能量儲存為可以給移動設備充電的電能，大大方便了騎行過程中的體驗。但是現有的發電式自行車都是電磁方式，存在體積大、效率低的不足，而且在騎行過程中會產生運動阻力。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種自行車發電車輪，旨在實現騎行過程中的儲能與充電。
[0006]本實用新型采用的技術方案具體為:
[0007]—種自行車發電車輪，包括車輪、車架和發電膜組，所述發電膜組包括第一發電膜和第二發電膜，所述第一發電膜和所述第二發電膜分別貼合于所述車輪的外側以及所述車架的內側。
[0008]在上述自行車發電車輪中，所述第一發電膜為發電膜正極或者負極，所述第二發電膜為與所述第一發電膜相對應的發電膜負極或者正極。
[0009]在上述自行車發電車輪中，所述發電膜正極包括依次貼合的金屬摩擦層、聚合物薄膜和第一導電電極，所述發電膜負極包括依次貼合的聚合物摩擦層、第二導電電極和襯底，所述第一導電電極和所述聚合物摩擦層相貼合。
[0010]在上述自行車發電車輪中，所述摩擦發電膜通過電壓轉換電路與負載相連接。
[0011 ] 在上述自行車發電車輪中，所述電壓轉換電路包括降壓變壓器和交直流轉換器，其中:所述摩擦發電膜的輸出端與所述降壓變壓器的輸入端相連接，用于對摩擦發電膜產生的交流電信號進行降壓處理；所述降壓變壓器的輸出端與交直流轉換器相連，所述交直流轉換器包括依次連接的整流電路、濾波電路和穩壓電路，降壓后的交流電信號經所述交直流轉換器處理后轉換為直流電；所述交直流轉換器的輸出端與所述負載相連接。
[0012]在上述自行車發電車輪中，所述負載為移動智能設備。
[0013]在上述自行車發電車輪中，所述負載為蓄電裝置，所述蓄電裝置包括依次相連的充電電路、保護電路以及儲能元件，所述充電電路用于調節充電電流并顯示充電狀態；所述保護電路用于短路保護、過充以及過放電保護；轉換的直流電依次經所述充電電路、所述保護電路處理后存儲于所述儲能元件。
[0014]本實用新型產生的有益效果是:
[0015]本實用新型的發電裝置基于摩擦起電及靜電感應原理，可用于自動發電的自行車車輪。較之于電磁原理的發電機，基于摩擦起電與靜電感應原理的單表面摩擦發電膜體積小，具有高電壓輸出和較強的充電能力，而且不會對自行車配件新增摩擦損耗，且不會使騎行產生額外的阻力；
[0016]本實用新型的發電裝置采用柔質的多摩擦材料嵌于目前各個型號自行車的車輪外側及車架內側即可，結構簡單、成本低，有利于大規模生產；對外部接觸材料無選擇性且無需改變自行車原有的結構與裝配方式，適應性良好。
【附圖說明】
[0017]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。
[0018]圖1為本實用新型一種自行車發電車輪的安裝結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型一種自行車發電車輪的第一摩擦發電膜的結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型一種自行車發電車輪的第二摩擦發電膜的結構示意圖；
[0021 ]圖4為本實用新型一種自行車發電車輪的蓄電裝置的電路示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、車輪2、第一摩擦發電膜21、金屬摩擦層22、聚合物薄膜23、第一導電電極3、第二摩擦發電膜31、聚合物摩擦層32、第二導電電極33、襯底4、車架。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。
[0025]如圖1所示，摩擦發電膜(2、3)分別貼合于普通自行車的車輪外側1和車架4內偵k摩擦發電膜(2、3)為對應的、相貼合的正負極，在本實施例中，第一摩擦發電膜2為正極，第二摩擦發電膜3為負極。
[0026]第一摩擦發電膜2的結構進一步參照圖2，主要包括依次貼合的金屬摩擦層21、聚合物薄膜22和第一導電電極23。
[0027]第二摩擦發電膜3的結構進一步參照圖3，主要包括依次貼合的聚合物摩擦層31、第二導電電極32和襯底33。
[0028]第一導電電極23和聚合物摩擦層31相貼合。
[0029]當人在自行車的騎行過程中，車輪1的滾動使得貼合于車輪1外側及車架4內側的摩擦發電膜(2、3)保持摩擦狀態，而摩擦發電薄膜(2、3)分別采集并吸收摩擦產生的能量，并將其轉換為電能，轉換的電能經電壓轉換電路降壓并轉為直流電后，可以高效地為電容器或者鋰電池等儲電元件充電，也可以直接為如手機、平板以及碼表等移動智能設備供電。
[0030]電壓轉換電路和蓄電裝置的結構具體如圖4所示，其中:
[0031]電壓轉換電路主要包括降壓變壓器和交直流轉換器，其中:降壓變壓器的輸入端與摩擦發電膜(2、3)的輸出端相連，用于對摩擦發電膜(2、3)產生的電能進行降壓處理，這是由于發電機采用摩擦發電薄膜，因此產生的電能的電壓通常比較高，因此需要有降壓變壓器進行降壓，經降壓變壓器處理后的電信號依然為交流電信號；降壓變壓器的輸出端與交直流轉換器相連，降壓后的交流電信號依次通過整流電路、濾波電路和穩壓電路處理后轉換為直流電；
[0032]蓄電裝置包括依次相連的充電電路(用于調節充電電流并顯示充電狀態)、保護電路(用于短路保護、過充、過放電保護)和儲能元件，降壓并轉為直流電的電能依次通過充電電路以及保護電路后，將電能儲存于儲電元件(如鋰電池)中。
[0033]以上結合附圖對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，此處的附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解。顯然，以上所述僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何對本領域的技術人員來說是可輕易想到的、實質上沒有脫離本實用新型的變化或替換，也均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種自行車發電車輪，其特征在于，包括車輪、車架和發電膜組，所述發電膜組包括第一發電膜和第二發電膜，所述第一發電膜和所述第二發電膜分別貼合于所述車輪的外側以及所述車架的內側。2.根據權利要求1所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述第一發電膜為發電膜正極或者負極，所述第二發電膜為與所述第一發電膜相對應的發電膜負極或者正極。3.根據權利要求2所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述發電膜正極包括依次貼合的金屬摩擦層、聚合物薄膜和第一導電電極，所述發電膜負極包括依次貼合的聚合物摩擦層、第二導電電極和襯底，所述第一導電電極和所述聚合物摩擦層相貼合。4.根據權利要求1所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述發電膜組通過電壓轉換電路與負載相連接。5.根據權利要求4所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述電壓轉換電路包括降壓變壓器和交直流轉換器，其中:所述發電膜組的輸出端與所述降壓變壓器的輸入端相連接，用于對發電膜組產生的交流電信號進行降壓處理；所述降壓變壓器的輸出端與交直流轉換器相連，所述交直流轉換器包括依次連接的整流電路、濾波電路和穩壓電路，降壓后的交流電信號經所述交直流轉換器處理后轉換為直流電；所述交直流轉換器的輸出端與所述負載相連接。6.根據權利要求5所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述負載為移動智能設備。7.根據權利要求5所述的自行車發電車輪，其特征在于，所述負載為蓄電裝置，所述蓄電裝置包括依次相連的充電電路、保護電路以及儲能元件，所述充電電路用于調節充電電流并顯示充電狀態；所述保護電路用于短路保護、過充以及過放電保護；轉換的直流電依次經所述充電電路、所述保護電路處理后存儲于所述儲能元件。
【專利摘要】本實用新型提供一種自行車發電車輪，包括車輪、車架和發電膜組，所述發電膜組包括第一發電膜和第二發電膜，所述第一發電膜和所述第二發電膜分別貼合于所述車輪的外側以及所述車架的內側。在騎行過程中，貼合于車輪外側的發電膜與車架內側的發電膜采集由于車輪滾動使得發電膜不斷摩擦而產生的能量并將其轉換為電能，通過合理的電路設計，該發電車輪產生的電能可以直接為手機、平板、碼表等移動智能設備供電，也可以將其存儲于蓄電裝置。
【IPC分類】H02J7/32, B60B19/00
【公開號】CN204998247
【申請號】CN201520337205
【發明人】鄭強, 王奕青
【申請人】北京微能高芯科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年5月22日