专利名称：一种电动自行车自充电方法和自充电电动自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动自行车自充电方法和自充电电动自行车。自充电电动自行车
由传动组件、功能控制转柄、操作控制器、充电控制器、前轮测速发电机、后轮驱动电动机、 蓄电池组成能量回收和自充电系统。
背景技术：
目前使用的电动自行车一般由后轮电动机、速度控制器、仪表显示组成电驱动系 统，驱动电动自行车运行。电动自行车的速度控制器，采用由集成芯片和外围电阻、电容组 成的P丽脉宽调制电路。输出脉宽可改变的控制信号，经放大后驱动MOSFET开关管的栅极， 对串接在蓄电池与M0SFET开关管源极之间的电动机进行直流调压。通过改变施加在后轮 电动机的电压，达到电动自行车调速目的。电动自行车骑行距离完全决定于携带蓄电池的 容量，增加电动自行车携带的蓄电池的容量，可以提高电动自行车的骑行距离。但增加蓄电 池的容量，会增加电动自行车的重量，降低电动自行车的速度。单纯以增加电动自行车携带 蓄电池的容量，来增加电动自行车骑行距离的方法是不经济的技术方案。因电动自行车重 量增加，同一骑行速度消耗的电能增加，使电动自行车的性能价格比降低。电动自行车功能 单一，只能作为一种代步工具使用，电动自行车运行时具有的动能不能有效回收。电动自行 车刹车采用刹车带摩擦刹车盘方式制动，使电动自行车制动效果差，电动自行车制动滑行 距离长，易发生交通事故。 由上所述，采用现有技术的电动自行车功能单一，携带相同容量的蓄电池续行路 程短，制动滑行距离长，安全性能差，电动自行车运行使具有的动能不能有效回收。
发明内容
针对采用现有技术的电动自行车携带相同容量的蓄电池骑行路程短，制动滑行距 离长，安全性能差，电动自行车运行时具有的动能不能有效回收，功能单一的不足。本发明 的主要目的是提供一种电动自行车自充电方法，回收电动自行车运行时具有的能量，转换 为电能储存在蓄电池内，增加电动自行车骑行距离；回收人们健身锻炼所消耗的能量，转换 为电能储存在蓄电池内，供家庭家用电器使用。本发明的另一个目的是提供一种自充电电 动自行车，既可作为代步工具使用，又可作为锻炼器具使用。由传动组件、功能控制转柄、操 作控制器、充电控制器、前轮测速发电机、后轮驱动电动机、蓄电池组成能量回收系统。既能 回收自充电电动自行车运动时具有的动能，又能回收利用自充电电动自行车健身锻炼时所 消耗的能量，并转换成电能储存在蓄电池内。 本发明的上述目的是这样实现的由带测速发电机的前轮，安装了两组蓄电池箱 和蓄电池的"V"型车架、安装了调速控制转柄、功能控制转柄、刹车把的操作手把，操作控制 器、充电控制器，调速器、减震器，带驱动电动机的后轮和后车架，传动组件，座凳，后架组成 自充电电动自行车。具体结构是带测速发电机的前轮安装在操作手把的前叉内用螺钉固 定，操作手把与"V"型车架的前蓄电池箱焊接连接。带驱动电动机的后轮安装在后车架内，后车架与"V"型车架的底端侧面铰链连接。"V"型车架的另一端安装减震器，连接处车架钢 管内装入座凳，减震器的另一端与后车架铰链连接。前防尘罩用螺钉安装在前叉上，后防尘 罩用螺钉安装在后车架上。"V"型车架的底部焊接安装的转动筒体内安装滚动轴承，滚动轴 承支承转动轴，转动轴上安装大链盘和脚踏板，大链盘上安装的链条与后轮轴上一侧安装 的带棘爪小链轮连接。在操作手把的左把上安装功能控制转柄和刹车把，操作手把的右把 上安装调速控制转柄和刹车把。"V"型车架的前部焊接安装前位蓄电池箱、后位蓄电池箱和 控制箱，蓄电池放置在蓄电池箱内，操作控制器和充电控制器放置在控制箱内。调速控制转 柄输出线与调速器输入线连接，调速器输出线分别连接驱动电动机的正极和负极。左刹车 把控制线连接到刹车带上，右刹车把控制线连接到调速器输入控制线。 由传动组件、功能控制转柄、操作控制器、充电控制器、测速发电机、后轮驱动电动
机、蓄电池组成能量回收系统。其特征是，前轮测速发电机工作在发电机状态，后轮驱动电
动机分时工作在电动机状态或发电机状态，电动自行车自充电方法包括 (1)、驱动电动机正极经充电固态继电器触点Jl连接到充电器内逆变电路正极，
驱动电动机负极连接到充电器内逆变电路负极；充电器内整流电路输出正极连接后位蓄电
池正极，充电器内整流电路输出负极连接后位蓄电池负极； (2)、后位蓄电池正极经驱动固态继电器J3触点连接调速器正极，后位蓄电池负 极经驱动固态继电器J4触点与调速器负极连接； (3)、前位蓄电池正极经供电固态继电器J5触点连接后位蓄电池的负极；前位蓄 电池负极经供电固态继电器J6触点连接驱动电动机负极； (4)、测速发电机正极经充电固态继电器触点J7连接到充电器内逆变电路正极， 测速发电机负极连接到充电器内逆变电路负极；充电器内整流电路输出正极连接前位蓄电 池正极，充电器内整流电路输出负极连接前位蓄电池负极； (5)、功能控制转柄的输入端连接前位蓄电池的正极，三路触点分别连接三路输 出，三路输出分别连接分压电阻，三路分压电阻中点分别连接到操作控制器的三路输入端 □; (6)、前轮测速发电机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路 输入端口 ； (7)、后轮驱动电动机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路 输入端口 ； (8)、操作控制器的两路输出端口 ，分别连接到充电器内的两路变压固态继电器的 控制端，两路变压固态继电器触点分别连接逆变变压器次级线圈一个抽头和整流电路输入 端，另一个次级线圈头连接整流电路另一个输入端； (9)、操作控制器的一路输出端口，连接到充电固态继电器Jl的控制端；
(10)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J3的控制端
(11)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J4的控制端
(12)、操作控制器的一路输出端口，连接到供电固态继电器J5的控制端
(13)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J6的控制端
(14)、操作控制器的一路输出端口，连接到充电固态继电器J7的控制端
(15)、操作控制器经启动开关连接到前位蓄电池的正极与负极之间；
(16)、操作功能控制转柄发出控制信号，操作控制器从输入端口采集信号，从控制 端口发出控制信号，使 ①、一路控制信号使能充电固态继电器Jl的控制端 通、断，控制驱动电动机工作于发电机状态的时间；
②、一路控制信号使能驱动固态继电器J3的控制端 通、断，控制驱动电动机工作于电动机状态的时间；
③、一路控制信号使能驱动固态继电器J4的控制端 通、断，控制驱动电动机工作于电动机状态的时间；
、一路控制信号使能供电固态继电器J5的控制端 通、断，改变驱动电压； ⑤、一路控制信号使能供电固态继电器J6的控制端 通、断，改变驱动电压； ⑥、一路控制信号使能充电固态继电器J7的控制端 通、断，改变充电时间。 1、自充电电动自行车作为代步工具使用
(1)、功能控制转柄转动到"行驶"位置，操作控制器读取功能控制转柄输出的信 号，从输出端口发出控制信号，控制固态继电器触点连接后位蓄电池与后轮驱动电动机，驱 动自充电电动自行车行驶；控制前轮测速电动机工作在发电机状态，发出的电压经充电器 控制，以较小功率向前位蓄电池充电； (2)、自充电电动自行车行驶时，功能控制转柄转动到"加速"位置，操作控制器读 取功能控制转柄输出的信号，从输出端口发出控制信号。控制前位蓄电池和后位蓄电池串 联连接后向后轮驱动电动机供电，保持自充电电动自行车高速运行； (3)、自充电电动自行车行驶中，功能控制转柄转动到"制动"位置，操作控制器读 取功能控制转柄输出的信号，从输出端口发出控制信号。控制前轮测速发电机发出的电压 经充电控制器，以较大功率向前位蓄电池充电回收动能并产生制动；控制后轮驱动电动机 工作在发电机状态，发出的电经充电控制器，以较大功率向后位蓄电池充电回收动能并产 生制动。 在上述过程中，蹬动转动轴，通过大链盘带动后轮旋转，既补充部分动能保持骑行 速度，又可将补充的动能转换为电能向蓄电池充电。转动调速控制转柄，可以改变自充电电 动自行车行驶的速度。 2、自充电电动自行车作为健身锻炼器具使用 (1)、放下自充电电动自行车支承脚架将后轮支承离开地面，功能控制转柄转动到 "制动"位置，操作控制器读取功能控制转柄输出的信号，从输出端口发出控制信号。控制固 态继电器触点连接驱动电动机与充电控制器连接，充电控制器与后位蓄电池连接；
(2)、蹬动转动轴，通过大链盘带动后轮驱动电动机旋转，后轮驱动电动机发出的 电经充电控制器向后位蓄电池充电，供家庭家用电器使用。后位蓄电池充电过程中消耗人 体的能量，达到锻炼身体的目的。 采用上述技术的自充电电动自行车具有多种功能，骑行时能回收自充电电动自行 车运行时具有的动能转换成电能对蓄电池充电，携带相同容量的蓄电池，续行路程长；制动
，控制充电固态继电器触点的 ，控制驱动固态继电器触点的 ，控制驱动固态继电器触点的 ，控制供电固态继电器触点的 ，控制供电固态继电器触点的 ，控制充电固态继电器触点的
8时回收自充电电动自行车具有的动能，滑行距离短，安全性能好。架车使用锻炼时，能回收 健身锻炼所消耗的能量，转换成电能储存在蓄电池内。结构紧凑、体积小、重量轻、骑行灵 活，因此，非常适宜在家庭中使用。
以下结合附图对采用本发明的实施例进行具体描述，其中
图1是采用本发明的自充电电动自行车的主视图。 图1中标号1是前轮、2是测速发电机、3是前叉、4是操作手把、5是调速控制转柄、 6是功能控制转柄、7是前位蓄电池箱、8是后位蓄电池箱、9是控制箱、10是V型车架、11是 传动组件、12是减震器、13是后轮、14是驱动电动机、15是支承脚架。
具体实施例方式
图1所示是由带测速发电机的前轮，安装了两组蓄电池箱和控制箱的V型车架，安 装了调速控制转柄、功能控制转柄、刹车把的操作手把，操作控制器、充电控制器、调速器、 减震器、带驱动电动机的后轮和后车架、传动组件、座凳、后架、支承脚架组成的自充电电动
自行车。 如图1所示，车架采用圆钢管弯制成一段"V"型车架，与两个3毫米钢板焊接的带 圆弧长方体形蓄电池箱并列焊接在一起。3毫米钢板焊接的带圆弧的长方体形控制箱与两 个蓄电池箱并列焊接在一起。圆钢管弯制的一段"V"型车架的一端与控制箱的一端焊接， "V"型车架底部焊接安装转动筒体，侧面焊接后车架安装铰链座。 如图1所示，传动组件由转动筒体、转动轴、大链轮、链条、滚动轴承、螺纹压盖、右 旋带棘爪小链轮、链条组成。转动筒体采用20号钢管加工成长圆柱形，两端加工安装滚动 轴承的安装位，再加工一段左、右旋内螺纹。转动轴采用45号钢加工，两端中部安装滚动轴 承的安装位， 一端再加工一段安装脚踏板的键槽，另一端加工安装大链轮、脚踏板的键槽。 螺纹压盖采用钢板分别加工成左、右旋外螺纹。滚动轴承、大链轮脚踏板、带棘爪小链轮、链 条采用符合国家标准的标准件。 如图1所示，支承脚架由连接板和脚架组成。连接板为半圆弧形，半圆弧形上端加 工安装孔，圆弧形上加工大于二分之一的弧形槽。脚架采用小角钢弯制成两根"L"形，"L" 形上端加工安装孔，两根"L"形下端用小角钢焊接连接，中下部焊接加强小角钢与底端连 接。脚架上的安装孔用铆钉活动铆接在二分之一的弧形槽内。 如图1所示，功能控制转柄由转把、触点板组成。转把采用工程塑料压制成带圆盘 的长圆筒形，圆盘上安装一个输入触点。触点板采用工程塑料压制成带圆盘的短圆筒形，圆 盘上安装三个输出触点，装入带圆盘的长圆筒形内，输入触点连接蓄电池的正极，三路输出 触点分别连接三路分压电阻。 如图l所示，两个蓄电池箱采用3毫米钢板分别制作成带圆弧的长方体形，底板上 加工两个圆孔，同形状的绝缘板上安装两个铜制的接触电极，蓄电池箱盖采用工程塑料分 别制作成长方体形，用铰链连接到蓄电池箱上。蓄电池盒采用工程塑料制作成长方体形，底 板上安装两个铜制的弹性接触电极。蓄电池选用高性能蓄电池，装入蓄电池盒内。蓄电池 的正极和负极分别与两个弹性接触电极连接。蓄电池盒装入蓄电池箱内，用蓄电池箱盖盖住。后位蓄电池正极经驱动固态继电器J3触点连接调速器正极，后位蓄电池负极经驱动固
态继电器J4触点与调速器负极连接。前位蓄电池正极经供电固态继电器J5触点连接后位
蓄电池的负极，前位蓄电池负极经供电固态继电器J6触点连接驱动电动机负极。 如图1所示，前轮、后轮、测速发电机、驱动电动机采用符合国家标准的标准件。前
轮、后轮选用钢丝辐条形式，在前轮中轴上安装测速发电机，后轮中轴上安装驱动电动机，
中轴上一个侧面安装带棘爪小链轮， 一个侧面安装刹车盘。 如图1所示，前叉、后车架、操作手把、刹车把、减震器、调速控制转柄、调速器采用 符合国家标准的标准件。 充电控制器的原理和硬件制作如《开关电路技术》、《开关电源》、《新型稳压电源及 应用实例》文中所述，其具体制作方法，本专业的技术人员对此已相当熟悉，不用赘述。实 施例中，充电控制器由P丽集成芯片及外围电阻、电容、驱动放大管、逆变开关管、逆变变压 器、整流二级管、滤波电容组成。P丽集成芯片选用TL494，驱动放大管选用NPN型三极管，逆 变开关管选用N沟道M0SFET开关管。在TL494集成芯片的时基5、6引脚外接电阻、电容组 成脉宽调制电路。 一个电容连接TL494的第5脚，一个电阻连接TL494的第6脚。TL494集 成芯片的一路脉冲输出引脚9输出的脉宽控制信号，连接一支驱动放大管NPN型三极管的 基极；TL494集成芯片的另一路脉冲输出引脚IO输出的脉宽控制信号，连接另一支驱动放 大管NPN型三极管的基极，两支驱动放大管NPN型三极管的集电极连接成推挽连接形式连 接发电机的负极，两支NPN型三极管的基极与发射极之间分别正向并联二极管。 一支逆变 开关管N沟道M0SFET开关管的栅极，连接一支驱动放大管NPN型三极管的发射极，另一支 逆变开关管N沟道M0SFET开关管的栅极，连接另一支驱动放大管NPN型三极管的发射极， 两支逆变开关管N沟道M0SFET开关管的源极连接后接发电机的负极，两支逆变开关管N沟 道M0SFET开关管的漏极，分别与逆变变压器初级线圈连接成推挽形式组成逆变主电路，初 级线圈的中心抽头经供电固态继电器的触点与发电机的正极连接。N沟道M0SFET开关管 安装在散热片上，散热片安装在充电控制器盒上，通过机盒散热。逆变变压器选用铁氧体磁 芯绕制，容量100VA，磁芯截面30X50平方毫米。初级绕组用直径0. 8毫米漆包线，两根并 绕2X60匝。逆变变压器次级绕组用直径0. 8毫米绕漆包线绕70匝，50匝、60匝处抽头， 60匝、70匝引出端头分别经变压固态继电器触点连接整流电路输入端。整流二级管连接成 全桥整流电路，电容器并联在全桥整流电路的正、负极，发电机输出的电流整流后经电容器 滤波向蓄电池充电。 操作控制器由单片机系统、输入接口电路、输出驱动电路组成。实施例中，单片机 芯片选用AT89C51 ，输入输出接口芯片选用82C55,输入接口电路八组，输出功率驱动电路 八组。将操作系统，输入接口电路制作在主电路板上，开关控制的输出驱动电路分别单独制 作单元电路板，两电路板以上下重叠的形式放置，两电路板之间通过插座、电缆、插头连接。
操作控制器硬件的制作如《MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用》、《操作原 理及制作》、《操作应用系统设计与实践》、《微型计算机控制基础》文中所述。在选定单片机 芯片、输入输出接口芯片后，地址总线、数据总线、控制总线、片选信号可按规定连接，其具 体方法，本专业的技术人员对此已相当熟悉，不用赘述。实施例中，82C55的PA0、PA1、PA2、
PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7作为开关量输入端，输入接口电路具有相同的结构82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7分别接上拉电阻后再接开关的一端，以一路为例光电藕合隔离选用4N25，输入插口选用单列三脚插座，采集的输入信号经4N25隔离后，连接到 82C55的一路输入端口 ，五路分压电阻中点分别连接到五路输入端口 。 PB0、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作为开关量输出端，输出功率驱动电路八组，以一路为例，光电隔离选 用4N25，集成驱动选用74LS06，开关控制管选用TIP127，继电器选用固态继电器，输出插口 选用单列四脚插座。82C55的一路输出信号接光电藕合4N25，经隔离后的信号接集成驱动 74LS06的一个单元，集成驱动74LS06的一个单元输出信号推动功率放大管TIP127，功率放 大管TIP127的开关回路串接固态继电器控制端，控制固态继电器触点通、断。
如图1所示，前轮中轴安装在前叉内用螺钉固定，操作手把安装在前叉的上面，左 把上安装功能控制转柄和刹车把，右把上安装调速控制转柄和刹车把。后轮中轴安装在后 车架一端用螺钉固定，后车架另一端与"V"型车架的一端底部侧面铰链连接，"V"型车架的 另一端安装减震器，连接处安装座凳，减震器的另一端与后车架铰链连接。蓄电池放置在蓄 电池箱内，操作控制器、充电控制器放置在控制箱内。"V"型车架的平底部分焊接安装的转 动筒体内安装滚动轴承、滚动轴承支承转动轴，转动轴上安装大链盘和脚踏板，链盘上安装 的链条与后轮轴上一侧安装的带棘爪小链轮连接。前防尘罩用螺钉安装在前叉上，后防尘 罩用螺钉安装在后车架上。调速控制转柄输出线用插头和插座与调速器输入线连接，调速 器输出线用插头和插座分别连接驱动电动机的正极和负极。功能控制转柄三路输出用插头 和插座分别连接分压电阻，三路分压电阻中点分别连接到操作控制器的三路输入端口。前 轮测速发电机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口 ；后轮 驱动电动机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口 ；左把刹 车把控制线连接到刹车带上，右把刹车把控制线用插头和插座连接到调速器输入控制线。
在PC微型计算机上，根据操作控制器的控制功能要求
1、编写实现控制功能的源程序；
2、交叉汇编控制源程序； 3、汇编后的源程序代码，通过PC微型计算机的通讯接口输入到单片机开发器；
4、操作开发器连接输入接口与输出功率驱动电路进行实际调试；
5、将调试正确的控制程序代码，固化在AT89C51芯片内。 自充电电动自行车使用时，由AT89C51芯片内固化的控制软件控制实现各项功 能。 以上所述的仅是采用本发明原理，把自充电电动自行车运行时具有的能量，健身 锻炼时所消耗的能量，转换成电能储存在蓄电池内的电动自行车自充电方法，以及制作自 充电电动自行车的优化实施例。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原 理的前提下，还可以作出若干变型和改进，以至开发出其它的产品，也应视为属于本发明原 理的保护范围。
权利要求
一种电动自行车自充电方法，其特征是所述的电动自行车自充电方法包括(1)、驱动电动机正极经充电固态继电器触点J1连接到充电器内逆变电路正极，驱动电动机负极连接到充电器内逆变电路负极；充电器内整流电路输出正极连接后位蓄电池正极，充电器内整流电路输出负极连接后位蓄电池负极；(2)、后位蓄电池正极经驱动固态继电器J3触点连接调速器正极，后位蓄电池负极经驱动固态继电器J4触点与调速器负极连接；(3)、前位蓄电池正极经供电固态继电器J5触点连接后位蓄电池的负极；前位蓄电池负极经供电固态继电器J6触点连接驱动电动机负极；(4)、测速发电机正极经充电固态继电器触点J7连接到充电器内逆变电路正极，测速发电机负极连接到充电器内逆变电路负极；充电器内整流电路输出正极连接前位蓄电池正极，充电器内整流电路输出负极连接前位蓄电池负极；(5)、功能控制转柄的输入端连接前位蓄电池的正极，三路触点分别连接三路输出，三路输出分别连接分压电阻，三路分压电阻中点分别连接到操作控制器的三路输入端口；(6)、前轮测速发电机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口；(7)、后轮驱动电动机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口；(8)、操作控制器的两路输出端口，分别连接到充电器内的两路变压固态继电器的控制端，两路变压固态继电器触点分别连接逆变变压器次级线圈一个抽头和整流电路输入端，另一个次级线圈头连接整流电路另一个输入端；(9)、操作控制器的一路输出端口，连接到充电固态继电器J1的控制端；(10)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J3的控制端；(11)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J4的控制端；(12)、操作控制器的一路输出端口，连接到供电固态继电器J5的控制端；(13)、操作控制器的一路输出端口，连接到驱动固态继电器J6的控制端；(14)、操作控制器的一路输出端口，连接到充电固态继电器J7的控制端；(15)、操作控制器经启动开关连接到前位蓄电池的正极与负极之间；(16)、操作功能控制转柄发出控制信号，操作控制器从输入端口采集信号，从控制端口发出控制信号，使①、一路控制信号使能充电固态继电器J1的控制端，控制充电固态继电器触点的通、断，控制驱动电动机工作于发电机状态的时间；②、一路控制信号使能驱动固态继电器J3的控制端，控制驱动固态继电器触点的通、断，控制驱动电动机工作于电动机状态的时间；③、一路控制信号使能驱动固态继电器J4的控制端，控制驱动固态继电器触点的通、断，控制驱动电动机工作于电动机状态的时间；④、一路控制信号使能供电固态继电器J5的控制端，控制供电固态继电器触点的通、断，改变驱动电压；⑤、一路控制信号使能供电固态继电器J6的控制端，控制供电固态继电器触点的通、断，改变驱动电压；⑥、一路控制信号使能充电固态继电器J7的控制端，控制充电固态继电器触点的通、断，改变充电时间。
2. —种实现权利要求l所述的电动自行车自充电方法的自充电电动自行车，所述的自 充电电动自行车包括前轮，带驱动电动机的后轮和后车架，操作手把、调速控制转柄、刹车 把、调速器、蓄电池、传动组件、座凳、后架，其特征是前轮安装了测速发电机，车架是"V"型 架，还具有功能控制转柄、操作控制器、充电控制器、蓄电池箱、减震器、支承脚架；具体结构 是带测速发电机的前轮安装在操作手把的前叉内用螺钉固定，操作手把与"V"型车架的 前蓄电池箱焊接连接，带驱动电动机的后轮安装在后车架内，后车架与"V"型车架的底端 侧面铰链连接，"V"型车架的另一端安装减震器，连接处车架钢管内装入座凳，减震器的另 一端与后车架铰链连接，前防尘罩用螺钉安装在前叉上，后防尘罩用螺钉安装在后车架上， "V"型车架的底部焊接安装的转动筒体内安装滚动轴承，滚动轴承支承转动轴，转动轴上安 装大链盘和脚踏板，大链盘上安装的链条与后轮轴上一侧安装的带棘爪小链轮连接，在操 作手把的左把上安装功能控制转柄和刹车把，操作手把的右把上安装调速控制转柄和刹车 把，"V"型车架的前部焊接安装前位蓄电池箱、后位蓄电池箱和控制箱，蓄电池放置在蓄电 池箱内，操作控制器和充电控制器放置在控制箱内；功能控制转柄三路输出用插头和插座 分别连接分压电阻，三路分压电阻中点分别连接到操作控制器的三路输入端口。前轮测速 发电机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口 ；后轮驱动电 动机正极连接分压电阻，分压电阻中点连接到操作控制器的一路输入端口。
3. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是车架采用圆钢管弯制成一段"V" 型车架，与两个3毫米钢板焊接的带圆弧长方体形蓄电池箱并列焊接在一起，3毫米钢板焊 接的带圆弧的长方体形控制箱与两个蓄电池箱并列焊接在一起，圆钢管弯制的一段"V"型 车架的一端与控制箱的一端焊接，"V"型车架底部焊接安装转动筒体，侧面焊接后车架安装 铰链座。
4. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是传动组件由转动筒体、转动轴、大 链轮、链条、滚动轴承、螺纹压盖、带棘爪小链轮、链条组成；转动筒体采用20号钢管加工成 长圆柱形，两端加工安装滚动轴承的安装位，再加工一段左、右旋内螺纹，转动轴采用45号 钢加工，两端中部安装滚动轴承的安装位，一端再加工一段安装脚踏板的键槽，另一端加工 安装大链轮、脚踏板的键槽，螺纹压盖采用钢板分别加工成左、右旋外螺纹。
5. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是支承脚架由连接板和脚架组成；连接板为半圆弧形，半圆弧形上端加工安装孔，圆弧形上加工大于二分之一的弧形槽，脚架 采用小角钢弯制成两根"L"形，"L"形上端加工安装 L两根"L"形下端用小角钢焊接连接，中下部焊接加强小角钢与底端连接，脚架上的安装孔用铆钉活动铆接在二分之一的弧形槽 内。
6. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是功能控制转柄由转把、触点板组 成；转把采用工程塑料压制成带圆盘的长圆筒形，圆盘上安装一个输入触点，触点板采用工 程塑料压制成带圆盘的短圆筒形，圆盘上安装三个输出触点，装入带圆盘的长圆筒形内，输 入触点连接蓄电池的正极，三路输出触点分别连接三路分压电阻。
7. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是蓄电池箱采用3毫米钢板分别制 作成带圆弧的长方体形，底板上加工两个圆孔，同形状的绝缘板上安装两个铜制的接触电极，蓄电池箱盖采用工程塑料分别制作成长方体形，用铰链连接到蓄电池箱上；蓄电池盒采 用工程塑料制作成长方体形，底板上安装两个铜制的弹性接触电极，蓄电池选用高性能蓄 电池，装入蓄电池盒内，蓄电池的正极和负极分别与两个弹性接触电极连接，蓄电池盒装入 蓄电池箱内，用蓄电池箱盖盖住；后位蓄电池正极经驱动固态继电器J3触点连接调速器正 极，后位蓄电池负极经驱动固态继电器J4触点与调速器负极连接，前位蓄电池正极经供电 固态继电器J5触点连接后位蓄电池的负极，前位蓄电池负极经供电固态继电器J6触点连 接驱动电动机负极。
8. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是充电控制器由P丽集成芯片及外 围电阻、电容、驱动放大管、逆变开关管、逆变变压器、整流二级管、滤波电容组成；P丽集成 芯片选用TL494，驱动放大管选用NPN型三极管，逆变开关管选用N沟道M0SFET开关管，在 TL494集成芯片的时基5、6引脚外接电阻、电容组成脉宽调制电路， 一个电容连接TL494的 第5脚，一个电阻连接TL494的第6脚，TL494集成芯片的一路脉冲输出引脚9输出的脉宽 控制信号，连接一支驱动放大管NPN型三极管的基极；TL494集成芯片的另一路脉冲输出引 脚10输出的脉宽控制信号，连接另一支驱动放大管NPN型三极管的基极，两支驱动放大管 NPN型三极管的集电极连接成推挽连接形式连接发电机的负极，两支NPN型三极管的基极 与发射极之间分别正向并联二极管， 一支逆变开关管N沟道M0SFET开关管的栅极，连接一 支驱动放大管NPN型三极管的发射极，另一支逆变开关管N沟道M0SFET开关管的栅极，连 接另一支驱动放大管NPN型三极管的发射极，两支逆变开关管N沟道M0SFET开关管的源 极连接后接发电机的负极，两支逆变开关管N沟道M0SFET开关管的漏极，分别与逆变变压 器初级线圈连接成推挽形式组成逆变主电路，初级线圈的中心抽头经供电固态继电器的触 点与发电机的正极连接，N沟道MOSFET开关管安装在散热片上，散热片安装在充电控制器 盒上，逆变变压器选用铁氧体磁芯绕制，容量30VA，磁芯截面30X40平方毫米。初级绕组 用直径0. 6毫米漆包线，两根并绕2 X 60匝，逆变变压器次级绕组用直径0. 6毫米绕漆包线 绕70匝，50匝、60匝处抽头，60匝、70匝引出端头分别经变压固态继电器触点连接整流电 路输入端，整流二级管连接成全桥整流电路，电容器并联在全桥整流电路的正、负极，发电 机输出的电流整流后经电容器滤波向蓄电池充电；驱动电动机正极经充电固态继电器触点 Jl连接到充电器内逆变电路正极，驱动电动机负极连接到充电器内逆变电路负极，充电器 内整流电路输出正极连接后位蓄电池正极，充电器内整流电路输出负极连接后位蓄电池负 极；测速发电机正极经充电固态继电器触点J7连接到充电器内逆变电路正极，测速发电机 负极连接到充电器内逆变电路负极，充电器内整流电路输出正极连接前位蓄电池正极，充 电器内整流电路输出负极连接前位蓄电池负极。
9. 如权利要求2所述的自充电电动自行车，其特征是操作控制器由单片机系统、输入 接口电路、输出驱动电路组成，单片机芯片选用AT89C51，输入输出接口芯片选用82C55，输 入接口电路八组，输出功率驱动电路八组；单片机系统、输入接口电路制作在主电路板上， 开关控制输出驱动电路分别单独制作单元电路板，两电路板以上下重叠的形式放置，两电 路板之间通过插座、电缆、插头连接；82C55的PAO、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7作为 开关量输入端，输入接口电路具有相同的电路结构82C55的PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、 PA6、PA7分别接上拉电阻后再接开关的一端，以一路为例光电藕合隔离选用4N25，输入插 口选用单列三脚插座，采集的输入信号经4N25隔离后，连接到82C55的一路输入端口 ；功能控制转柄的三路分压电阻中点分别连接到三路输入端口，前轮测速发电机正极连接的分 压电阻中点连接到一路输入端口 ，后轮驱动电动机正极连接的分压电阻中点连接到一路输 入端口，右刹车把控制线连接到一路输入端口 ；PB0、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作 为开关量输出端，输出功率驱动电路八组，具有相同的电路结构以一路为例，光电隔离选 用4N25，集成驱动选用74LS06，开关控制管选用TIP127，继电器选用固态继电器，输出插口 选用单列四脚插座，82C55的一路输出信号接光电藕合4N25，经隔离后的信号接集成驱动 74LS06的一个单元，集成驱动74LS06的一个单元输出信号推动功率放大管TIP127，功率放 大管TIP127的开关回路串接固态继电器控制端，控制固态继电器触点通、断；一路输出端 口连接到充电固态继电器J1的控制端，一路输出端口连接到驱动固态继电器J3的控制端， 一路输出端口连接到驱动固态继电器J4的控制端，一路输出端口连接到供电固态继电器 J5的控制端，一路输出端口连接到驱动固态继电器J6的控制端，一路输出端口连接到充电 固态继电器J7的控制端，两路输出端口分别连接到充电器内的两路变压固态继电器的控 制端，操作控制器经启动开关连接到前位蓄电池的正极与负极之间。
全文摘要
本发明涉及一种电动自行车自充电方法和自充电电动自行车。由带测速发电机的前轮，安装两组蓄电池的“V”型车架，安装调速控制转柄、功能控制转柄的操作手把，操作控制器、充电控制器、调速器、减震器、带驱动电动机的后轮和后车架，传动组件、座凳、后架组成自充电电动自行车。前轮安装在操作手把的前叉内，操作手把与“V”型车架的一端连接。后轮安装在后车架内，后车架与“V”型车架的平底端侧面铰链连接。“V”型车架的另一端安装减震器，连接处车架钢管内装入座凳，减震器的另一端与后车架铰链连接。“V”型车架的平底部分安装的转动筒体内安装转动轴，转动轴上安装大链盘和脚踏板，大链盘上安装的链条与后轮轴上一侧安装的带棘爪小链轮连接。能回收自充电电动自行车运动时具有的动能，利用自充电电动自行车健身锻炼时所消耗的能量，转换成电能储存在蓄电池内。
文档编号B60L7/16GK101741125SQ20081017795
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者陈炯 申请人:陈炯