專利名稱：電動自行車輪轂式發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電動自行車上的發電裝置。
背景技術：
電動自行車，是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎上，安裝了電機、控制器、蓄電池、轉把閘把等操縱部件和顯示儀表系統的機電一體化的個人交通工具，其以便捷、快速和低成本等特性得到迅速的推廣，在一定程度上代替了自行車和摩托車，但是，在實際行駛過程中由于其采用蓄電池給動力裝置提供能源，而目前使用的蓄電池容量有限，導致電動自行車續航能力較差，采用普通蓄電池的電動自行車續航里程只有30公里左右，直接影響電動自行車使用范圍；為了解決以上問題，目前有很多科技人員試圖在電動自行車上加裝發電機，在行駛過程中利用剎車時候的動能和騎行過程中的慣性來發電，利用發電機輸出的電能補充蓄電池，以達到延長續航里程的目的；但是，現有技術中的發電機是直接將轉子安裝在輪轂上，轉子的轉速和輪轂的轉速相同，轉速較低，發電效率較低。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種發電效率高，能量利用充分，將其使用到電動自行車上能有效延長其續航里程。為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是一種電動自行車輪轂式發電機，包括輪軸、輪轂、定子、與定子同軸設置的轉子、導線、碳刷、調節器以及設置在輪軸上的換向器，其關鍵改進在于所述輪轂與所述轉子之間設置齒輪變速機構。所述齒輪變速機構包括固定設于所述輪轂內側面上的齒圈、借助于軸承設于輪軸上的第三齒輪、第一齒輪以及第二齒輪；所述第一齒輪與所述齒圈嚙合；所述第一齒輪和第二齒輪借助于傳動軸同軸設置；所述傳動軸穿過定子設置、且與定子滑動配合；所述第二齒輪與所述第三齒輪嚙合；所述第三齒輪與所述轉子固定連接；所述第二齒輪與所述傳動軸之間設置棘輪機構。所述第一齒輪與所述傳動軸一端固定連接，所述第二齒輪與所述傳動軸之間設置棘輪機構，所述傳動軸與所述定子之間設置軸承。所述輪轂、定子以及第三齒輪從左至右依次設置；所述定子為回轉體，其縱截面為“凹”形，所述第三齒輪與定子相鄰的一側設有換向器；所述定子內孔側壁上借助于刷架均布三個碳刷；所述刷架與定子絕緣。所述輪軸上設有穿線孔；所述穿線孔包括相互連通的軸向孔和徑向孔，所述導線分別與三個碳刷以及定子上纏繞的線圈連接后從導線孔穿出。采用上述技術方案所產生的有益效果在于在輪轂和轉子之間設置齒輪變速機構，通過變速機構提高轉子轉速，提高動能和電能轉化效率，滿足蓄電池充電要求，與電動自行車配套使用，能夠有效延長電動自行車續航里程。以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。圖I是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型結構示意圖(去除轉子)；圖3是本實用新型變速機構結構示意圖；在附圖中1、第三齒輪；2、齒圈；3、刷架；4、碳刷；5、換向器；6、電纜；7、輪軸；8、輪轂；9、定子；10、轉子；11、第二齒輪；12、傳動軸；13、第一齒輪。
具體實施方式
如圖I和圖2所示的一種電動自行車輪轂8式發電機，包括輪軸7、輪轂8、定子9、與定子9同軸設置的轉子10、導線、碳刷4、調節器以及設置在輪軸8上的換向器5，其關鍵改進在于所述輪轂8與所述轉子10之間設置齒輪變速機構(參見圖3)，定子9和轉子10均采用繞組線圈，碳刷4通過換向器5給轉子10供電，通電的轉子10形成磁場，轉子10在旋轉過程中形成旋轉磁場，磁場旋轉過程中定子9相對于轉子10反向轉動，定子9的繞組線圈切割磁力線產生電流，實現將動能轉化成電能的目的。所述齒輪變速機構包括固定設于所述輪轂8內側面上的齒圈2、借助于軸承與輪軸7連接的第三齒輪I、第一齒輪13以及第二齒輪11 ;所述第一齒輪13與所述齒圈2嚙合；所述第一齒輪13和第二齒輪11借助于傳動軸12同軸設置；所述傳動軸12穿過定子9設置、且與定子9滑動配合；所述第二齒輪11與所述第三齒輪I嚙合；所述第三齒輪I與所述轉子10固定連接，在具體應用過程中第一齒輪13、第二齒輪11和第三齒輪I之間的傳動比可以根據定子9和轉子10繞組確定，其目的在于通過三個齒輪變速傳動，將轉子10的轉速提高，避免和輪轂8相同速度時滿足不了發電需求，同時在第二齒輪11與傳動軸12之間設置棘輪機構，第二齒輪11只能單向轉動。所述第一齒輪13與所述傳動軸12 —端固定連接，所述傳動軸12與所述定子9之間設置軸承，在具體實施過程中，在定子9外緣設置通孔，傳動軸12穿過通孔設置、且通過軸承安裝，為了進一步減小體積，還可以將定子9與齒圈相鄰一側設置凹槽，將齒圈和第一齒輪潛入凹槽內。所述輪轂8、定子9以及第三齒輪I從從左至右依次設置；所述定子9為回轉體，其縱截面為“凹”形，所述第三齒輪I與定子9相鄰的一側設有換向器5 ;所述定子9內孔側壁上借助于刷架3均布三個碳刷4 ;所述刷架3與定子9絕緣，在具體應用過程中將碳刷和調節器均可設置在定子軸向的沉孔內，縮小發電機體積。所述輪軸8上設有穿線孔；所述穿線孔包括相互連通軸向孔和徑向孔，所述導線分別與三個碳刷4以及定子9上纏繞的線圈連接后從導線孔穿出。在具體應用過程中，本實用新型所披露的發電機設置在電動自行車前輪輪軸上，在電動自行車行駛過程中通過輪轂8轉動將電動自行車剎車或者下坡時候的動能轉換成電能并由蓄電池儲存起來，也可以在平地行駛過程中將電動機消耗的電能持續轉化成電能，但其轉化比是小于I的，所以只能在一定程度上延長電動自行車的續航里程，不可能成為永動機；通過在輪轂8和轉子10之間設置齒輪變速機構，通過變速機構提高轉子轉速，提高動能和電能轉化效率，滿足蓄電池充電要求，與電動自行車配套使用，能夠有效延長電動自行車續航里程。本實用新型所披露的輪轂式發電機可以與電動自行車、電動三輪車以及電動汽車配套使用，將行駛過程中浪費的動能收集起來并轉化成電能供電動機使用，有效節約能源。本實用新型在具體使用過程中，通過電動自行車控制器控制發電量的分配，優先將發出的電能供應電動機和其他電器設備，用于驅動電動自行車行駛，多余的電量為蓄電池充電，可以有效防止發電機直接給蓄電池充電過程中因大電流充電造成蓄電池損害，延長蓄電池使用壽命。
權利要求1.一種電動自行車輪轂式發電機，包括輪軸(7)、輪轂(8)、定子(9)、與定子(9)同軸設置的轉子(10)、導線、碳刷(4)、調節器以及設置在輪軸(7)上的換向器(5)，其特征在于所述輪轂(8)與所述轉子(10)之間設置齒輪變速機構。
2.根據權利要求I所述的電動自行車輪轂式發電機，其特征在于所述齒輪變速機構包括固定設于所述輪轂(8)內側面上的齒圈(2)、借助于軸承設于輪軸(7)上的第三齒輪(I)、第一齒輪(13)以及第二齒輪(11);所述第一齒輪(13)與所述齒圈(2)嚙合；所述第一齒輪(13)和第二齒輪(11)借助于傳動軸(12)同軸設置；所述傳動軸(12)穿過定子(9)設置、且與定子(9 )滑動配合；所述第二齒輪(11)與所述第三齒輪(I)嚙合；所述第三齒輪(I)與所述轉子(10)固定連接；所述第二齒輪(11)與所述傳動軸(12)之間設置棘輪機構。
3.根據權利要求I或2所述的電動自行車輪轂式發電機，其特征在于所述第一齒輪(13)與所述傳動軸(12) 一端固定連接，所述第二齒輪(11)與所述傳動軸(12)之間設置棘輪機構，所述傳動軸(12)與所述定子(9)之間設置軸承。
4.根據權利要求3所述的電動自行車輪轂式發電機，其特征在于所述輪轂(8)、定子(9)以及第三齒輪(I)從左至右依次設置；所述定子(9)為回轉體，其縱截面為“凹”形，所述第三齒輪(I)與定子(9)相鄰的一側設有換向器(5);所述定子(9)內孔側壁上借助于刷架(3)均布三個碳刷(4);所述刷架(3)與定子(9)絕緣。
5.根據權利要求4所述的電動自行車輪轂式發電機，其特征在于所述輪軸(8)上設有穿線孔；所述穿線孔包括相互連通的軸向孔和徑向孔，所述導線分別與三個碳刷(4)以及定子(9)上纏繞的線圈連接后從導線孔穿出。
專利摘要本實用新型公開了一種電動自行車輪轂式發電機，涉及用于電動自行車上的發電裝置，包括輪軸、輪轂、定子、與定子同軸設置的轉子、導線、碳刷、調節器以及設置在輪軸上的換向器，其關鍵改進在于所述輪轂與所述轉子之間設置齒輪變速機構；其優點在于在輪轂和轉子之間設置齒輪變速機構，通過變速機構提高轉子轉速，提高動能和電能轉化效率，滿足蓄電池充電要求，與電動自行車配套使用，能夠有效延長電動自行車續航里程。
文檔編號H02K7/116GK202737661SQ20122022215
公開日2013年2月13日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者焦鵬飛 申請人:焦鵬飛