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，屬于自行車節能技術領域，本發明為解決現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、制動發電裝置、電磁制動裝置、電磁驅動裝置、開關、導線和葉輪；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；開關安裝在車把下方，通過導線控制電磁制動裝置；電磁驅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。本發明用于自行車節能技術。
【專利說明】
一種高效制動的混合動力太陽能自行車
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種混合動力太陽能自行車，屬于自行車節能技術領域。
【背景技術】
[0002]能源危機和環境污染已經成了不可回避的巨大問題。從社會能源消費的構成來看，建筑能耗、工業能耗和交通能耗已經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，嚴重污染環境，且化石能源逐漸枯竭，必須考慮使用既環保、又節能的交通工具。
[0003]自行車憑借其在便捷、環保、健身等多方面優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、充電次數頻繁、續航能力差的問題。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。
【發明內容】
[0004]本發明目的是為了解決現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、制動發電裝置、電磁制動裝置、電磁驅動裝置、開關、導線和葉輪；
[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]制動發電裝置包括發電機外殼、半圓磁環、定子線圈和固定螺栓，制動發電裝置安裝于自行車前軸的前軸孔處，兩個半圓磁環分別通過固定螺栓和圓形墊片固定在發電機外殼的內壁上，半圓磁環的周圍環繞有定子線圈，兩個半圓磁環的磁極相反；
[0008]電磁制動裝置包括電磁制動外殼、電吸盤、制動環和制動環支座，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的前端表面相對，制動環的后端為制動銷軸，制動銷軸的端部位于制動環支座的銷軸孔內，制動環支座與自行車的后軸花鼓相連接；
[0009]開關安裝在車把下方，通過導線控制電磁制動裝置；
[0010]電磁驅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]本發明的優點:本發明的太陽能電池板，能夠將收集到的太陽能轉化為電能，利用制動發電及電磁裝置制動，達到制動反應靈敏、制動可靠、制動力強的要求，節省了人力，增加了對新能源的利用，電能輔助驅動自行車前進，從而達到節省人力的目的。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，增加了自行車應用的廣泛性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明所述一種高效制動的混合動力太陽能自行車的結構示意圖；
[0014]圖2是制動發電裝置的結構示意圖；
[0015]圖3是電磁制動裝置的結構剖面圖；
[0016]圖4是電磁制動裝置的主視圖；
[0017]圖5是葉輪的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]【具體實施方式】一:下面結合圖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、制動發電裝置8、電磁制動裝置9、電磁驅動裝置10、開關11、導線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]制動發電裝置8包括發電機外殼14、半圓磁環15、定子線圈16和固定螺栓17，制動發電裝置8安裝于自行車前軸的前軸孔18處，兩個半圓磁環15分別通過固定螺栓17和圓形墊片24固定在發電機外殼14的內壁上，半圓磁環15的周圍環繞有定子線圈16，兩個半圓磁環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19和制動環支座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19的前端表面相對，制動環19的后端為制動銷軸20，制動銷軸20的端部位于制動環支座22的銷軸孔21內，制動環支座22與自行車的后軸花鼓27相連接；
[0022]開關11安裝在車把下方，通過導線12控制電磁制動裝置9;
[0023]電磁驅動裝置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，制動發電裝置8在自行車行駛時，發電機外殼14隨前輪花鼓一起轉動，發電機外殼14內的磁鐵(15)環繞定子線圈16轉動，在定子線圈16中產生感應電流，電流隨定子線圈16兩端的導線流出。制動發電裝置8通過開關調節啟用時間，能夠在剎車時輔助剎車并發電。
[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)得電后產生磁力，吸引與電吸盤23相對的制動環19，制動環19的前段表面與電吸盤23表面接觸，由吸力吸緊不能再轉動，此時由于電吸盤23表面與制動環19之間的間隙小于制動銷軸20的長度，制動銷軸20的端部位于制動環支座22的銷軸孔21內，制動銷軸20隨著制動環19不再轉動，制動銷軸20的端部也就阻止了制動環支座22轉動，進而使后軸花鼓27不再轉動，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，并在電源總線上串連滑動變阻器調節電流控制剎車時間。
[0027]本實施方式中，電磁驅動裝置10利用太陽能電池板供電，實現給自行車后輪的發動機提供電力，驅動自行車；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的飛輪，從而帶動自行車后輪，驅動自行車。
[0028]【具體實施方式】二:下面結合圖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轉換接口 4，USB轉換接口 4安裝在照明裝置3的上方，輸出穩定電壓5V。
[0031]本實施方式中，USB轉換接口4通過電壓轉換裝置實現，能夠給騎行者隨身攜帶的移動設備供電，如手機等。
[0032]【具體實施方式】四:下面結合圖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。
[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，還包括調速轉把13，調速轉把13與車把合為一體件，通過調整調速轉把13進而調整電動機轉速，從而調整車速。
[0035]本實施方式中，在不使用太陽能驅動時，不轉動調速轉把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，并將太陽能轉化為電能，通過穩壓電路、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]本發明中，前太陽能電池板I和后太陽能電池板6采用軟質多晶硅太陽能電池板，總額定功率為40?60W，輸出電壓為16?20V，整體結構采用流線型，以減少行駛過程中的空氣阻力。
[0038]本發明中，利用電和磁場的互生關系進行制動，分為制動發電裝置8和電磁制動裝置9，制動發電裝置8可通過開關調節啟用時間，可在剎車時輔助剎車并發電；電磁制動裝置9中，電吸盤23通電后，產生磁力，吸引與電吸盤23相對的制動環19，實現自行車制動，電磁制動可由開關11控制。電磁驅動裝置10的驅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，增加了自行車應用的廣泛性。
【主權項】
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)、制動發電裝置(8)、電磁制動裝置(9)、電磁驅動裝置(10)、開關(11)、導線(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； 制動發電裝置(8)包括發電機外殼(14)、半圓磁環(15)、定子線圈(16)和固定螺栓(17)，制動發電裝置(8)安裝于自行車前軸的前軸孔(18)處，兩個半圓磁環(15)分別通過固定螺栓(17)和圓形墊片(24)固定在發電機外殼(14)的內壁上，半圓磁環(15)的周圍環繞有定子線圈(16)，兩個半圓磁環(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(19)和制動環支座(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(19)的前端表面相對，制動環(19)的后端為制動銷軸(20)，制動銷軸(20)的端部位于制動環支座(22)的銷軸孔(21)內，制動環支座(22)與自行車的后軸花鼓(27)相連接； 開關(11)安裝在車把下方，通過導線(12)控制電磁制動裝置(9); 電磁驅動裝置(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.根據權利要求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.根據權利要求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轉換接口( 4)，USB轉換接口( 4)安裝在照明裝置(3)的上方，輸出穩定電壓5V。4.根據權利要求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。5.根據權利要求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，還包括調速轉把(13)，調速轉把(13)與車把合為一體件，通過調整調速轉把(13)進而調整電動機轉速，從而調整車速。6.根據權利要求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，并將太陽能轉化為電能，通過穩壓電路、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】哈爾濱工業大學