花鼓发电自行车及系统的制作方法

本实用新型涉及自行车车辆技术领域，尤其是涉及一种花鼓发电自行车及系统。

背景技术：

自行车，也叫做脚踏车或者单车，是依靠两个车轮来进行行走的小型陆上代步工具。当人们骑上自行车以后，通过双脚分时踩踏脚踏板来获取前进的动力，因而，自行车是一种绿色环保的交通工具。目前，自行车的种类很多，有单人自行车，双人自行车还有多人自行车。不仅如此，随着时代的发展，越来越多的人将自行车作为健身器材，例如，依靠自行车来进行锻炼、出游等。另外，自行车本身也是一项体育竞技运动，常见的竞技项目有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛和特技自行车比赛等。

随着自行车运动的发展，越来越多的朋友加入了这一项健康、环保的体育运动中来。自行车商家为了吸引客户，对自行车样式不断创新，在这种市场需求下，带有发光车轮的自行车应运而生。但是也带来了新的技术问题：发光车轮需要提供电能的电源，如果电能供应不足，则会造成无法使用的问题；且无法智能控制该电源根据需要为发光车轮稳定供电。而现有技术仍无法很好的解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种花鼓发电自行车及系统，以实现为发光车轮稳定供电，同时实现智能控制LED灯的发光状态。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种花鼓发电自行车，包括自行车本体，所述自行车本体上设置有主控制器、花鼓本体、发电组件、电能处理单元，所述花鼓本体设置在所述自行车本体的车轮上，所述车轮上设置有多个LED灯臂；每个所述LED灯臂均包括亮度调节器、及与所述亮度调节器连接的多个LED灯，所述亮度调节器还与所述主控制器连接；

所述发电组件设置在花鼓本体内部，通过飞轮的旋转获得电流，并将所述电流通过电能处理单元传送至所述主控制器、所述亮度调节器，为所述主控制器、所述亮度调节器供电；所述主控制器通过所述亮度调节器驱动所述LED灯点亮，并调节所述LED灯的亮度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述发电组件包括磁环和线圈组件，所述线圈组件固定在花鼓本体的轴芯上，所述磁环设置在所述花鼓本体的外壳内表面，当花鼓本体转动时带动所述磁环转动，所述线圈组件切割所述磁环产生的磁感线。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述发电组件包括作为发电正极的第一摩擦发电膜和作为发电负极的第二摩擦发电模，所述第一摩擦发电膜贴合于所述花鼓本体的外壳内表面，包括依次贴合的金属摩擦层、聚合物薄膜和第一导电电极；所述第二摩擦发电膜贴合在花鼓本体的轴芯上，包括依次贴合的聚合物摩擦层、第二导电电极和衬底，所述第一导电电极和所述聚合物摩擦层相贴合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电能处理单元设置在花鼓本体的轴芯上，所述电能处理单元的第一输出接口引出有连接导线；所述连接导线通过导电滑环与所述亮度调节器的电源接口连接；其中所述导电滑环套装在所述花鼓本体的轴芯上；

所述花鼓本体设置在所述自行车本体的后轮，所述主控制器设置在所述自行车本体的车座的后下方，所述发电组件产生的电流经过所述电能处理单元处理后，通过导线传输至所述主控制器，其中所述导线一端连接所述电能处理单元的第一输出接口，另一端穿过后上叉和坐管上的开孔，连接至所述主控制器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述亮度调节器与所述主控制器通过蓝牙模块连接，所述亮度调节器从所述主控制器获取亮度控制指令，从而调节所述LED灯的亮度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述主控制器还连接有显示屏、测速传感器、光敏传感器、定位装置、通信模块；所述主控制器通过所述通信模块与移动终端连接，并发送所述测速传感器获得的速度信息和里程信息，及所述定位装置采集的位置信息至所述移动终端。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述主控制器还连接有输入设备，所述输入设备用于接收用户输入的定时信息，并将所述定时信息发送至所述主控制器；所述主控制器根据所述定时信息调节所述LED灯的点亮时长；

所述输入设备上还设置有模式切换键，所述模式切换键用于触发所述主控制器按照不同的控制模式调节所述LED灯的亮度，其中所述控制模式包括用户设置模式、速度模式、光亮模式及位置模式中的一种或者多种。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述主控制器还连接计时器；

所述输入设备用于接收用户输入的测试里程值，所述主控制器在确定测试开始后，控制所述计时器开始计时；在根据所述测速传感器采集的里程信息确定测试结束后，将计时器的计时信息显示在所述显示屏上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括蓄电池，所述蓄电池设置在所述花鼓本体的外侧，通过第一电子开关与所述电能处理单元连接，用于存储所述电能处理单元传送的电能；

所述蓄电池通过第二电子开关与所述主控制器、所述亮度调节器分别连接，为所述主控制器、所述亮度调节器供电；

所述蓄电池上还设置有USB接口，用于连接外部电子设备。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种花鼓发电系统，包括移动终端及如第一方面及其任一种可能的实施方式所述的花鼓发电自行车，所述花鼓发电自行车与所述移动终端连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供的实施例中，花鼓发电自行车包括自行车本体，自行车本体上设置有主控制器、花鼓本体、发电组件、电能处理单元，花鼓本体设置在自行车本体的车轮上，车轮上设置有多个LED灯臂；每个LED灯臂均包括亮度调节器、及与亮度调节器连接的多个LED灯，亮度调节器还与主控制器连接；发电组件设置在花鼓本体内部，通过飞轮的旋转获得电流，并将电流通过电能处理单元传送至主控制器、亮度调节器，为主控制器、亮度调节器供电；主控制器通过亮度调节器驱动LED灯点亮，并调节LED灯的亮度。本实用新型实施例提供的技术方案，在骑行过程中，花鼓本体内的发电组件产生电能，并经过电能处理单元处理后将电能提供至主控制器及车轮上的LED灯臂，实现为发光车轮稳定供电，同时由主控制器智能控制LED灯的发光状态，克服了现有技术中发光车轮容易出现电能供应不足、无法智能控制能源为发光车轮稳定供电的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的花鼓发电自行车的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的花鼓发电自行车的通信连接示意图；

图3为实用新型实施例提供的花鼓本体的第一种结构示意图；

图4为实用新型实施例提供的花鼓本体的第二种结构示意图；

图5为实用新型实施例提供的花鼓本体的第三种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的花鼓发电系统的结构示意图。

图标：

10-车轮；11-主控制器；12-花鼓本体；121-外壳；13-发电组件；131-线圈组件；132-固定环；133-磁铁；14-电能处理单元；141-降压电路；142-整流电路；143-滤波电路；144-稳压电路；15-LED灯臂；151-亮度调节器；152-LED灯；16-轴芯；17-导电滑环；18-出线口；19-后上叉；20-坐管；100-移动终端；200-花鼓发电自行车。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前发光车轮需要提供电能的电源，如果电能供应不足，则会造成无法使用的问题；且无法智能控制该电源根据需要为发光车轮稳定供电。基于此，本实用新型实施例提供的一种花鼓发电自行车及系统，在骑行过程中，花鼓本体内的发电组件产生电能，并经过电能处理单元处理后将电能提供至主控制器及车轮上的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯臂，实现为发光车轮稳定供电，同时由主控制器智能控制LED灯的发光状态。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种花鼓发电自行车进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本实用新型实施例提供的花鼓发电自行车的结构示意图；图2示出了本实用新型实施例提供的花鼓发电自行车的通信连接示意图。如图1、图2所示，该花鼓发电自行车包括自行车本体，自行车本体上设置有主控制器11、花鼓本体12、发电组件13、电能处理单元14。

其中电能处理单元包括依次连接的降压电路141、整流电路142、滤波电路143和稳压电路144；在可能的实施例中，该电能处理单元集成在一个微型线路板上，从而嵌入在该花鼓本体中，与花鼓本体的轴芯固定连接。

花鼓本体设置在自行车本体的车轮10上，车轮上还设置有多个LED灯臂15。每个LED灯臂均包括亮度调节器151、及与该亮度调节器连接的多个LED灯152，该亮度调节器还与主控制器连接。具体地，上述亮度调节器可以为亮度调节开关，每个LED灯臂上的LED灯可以采用并联连接。

发电组件设置在花鼓本体内部，通过飞轮的旋转获得电流，并将电流通过电能处理单元传送至主控制器、亮度调节器，为主控制器、亮度调节器供电；主控制器通过亮度调节器驱动LED灯点亮，并调节LED灯的亮度。

本实用新型实施例提供的技术方案，在骑行过程中，花鼓本体内的发电组件产生电能，并经过电能处理单元处理后将电能提供至主控制器及车轮上的LED灯臂，实现为发光车轮稳定供电，同时由主控制器智能控制LED灯的发光状态，克服了现有技术中发光车轮容易出现电能供应不足、无法智能控制能源为发光车轮稳定供电的技术问题。

本实施例中提供了两种发电方式：

第一种：

图3示出了实用新型实施例提供的花鼓本体的第一种结构示意图；图4示出了实用新型实施例提供的花鼓本体的第二种结构示意图；图5示出了实用新型实施例提供的花鼓本体的第三种结构示意图。如图3-5所示，发电组件包括磁环和线圈组件131，线圈组件固定在花鼓本体的轴芯16上，磁环设置在花鼓本体的外壳121内表面，当花鼓本体转动时带动磁环转动时，轴芯不转动即线圈组件不动，此时线圈组件可以切割磁环产生的磁感线。具体地，该磁环包括固定环132和多个镶嵌在固定环内表面的磁铁133，该固定环用于将多个磁铁固定在花鼓本体的外壳内表面。

第二种：

为了减小骑行中产生的阻力，在可能的实施例中，上述发电组件包括作为发电正极的第一摩擦发电膜和作为发电负极的第二摩擦发电模，第一摩擦发电膜贴合于花鼓本体的外壳内表面，包括依次贴合的金属摩擦层、聚合物薄膜和第一导电电极；第二摩擦发电膜贴合在花鼓本体的轴芯上，包括依次贴合的聚合物摩擦层、第二导电电极和衬底，第一导电电极和聚合物摩擦层相贴合。在骑行过程中，飞轮的旋转带动花鼓本体的外壳转动，由于轴芯固定不动，因此第一导电电极和聚合物摩擦层相互摩擦产生电能。

在可能的实施例中，上述电能处理单元设置在花鼓本体的轴芯上，该电能处理单元的第一输出接口引出有连接导线，该连接导线通过导电滑环17与亮度调节器的电源接口连接；其中参见图4、图5，导电滑环17套装在花鼓本体的轴芯上，随着花鼓本体的外壳转动而旋转。这样通过导电滑环可以将作为固定端的第一输出接口与作为旋转端的亮度调节器进行电连接，而避免出现线路缠绕、扯断的现象。具体地，参见图3-5，该连接导线与导电滑环的输入端连接，在花鼓本体外壳的一侧设置有出线口18，该出线口随着外壳转动，导电滑环的输出导线经过该出线口连接至LED灯臂的亮度调节器。其中，电能处理单元设置在线圈组件与导电滑环之间，套装在花鼓本体的轴芯上(图中未示出)。

另外，花鼓本体设置在自行车本体的后轮，主控制器设置在自行车本体的车座的后下方，电能处理单元设置在花鼓本体的轴芯上。其中主控制器可以为单片机，如STC89C51、STC89C52、AT89C51、AT89C52中的任一种，当然为了减小体积也可以选用合适的其他微型控制电路。

发电组件产生的电流经过电能处理单元处理，将处理后的电流，通过导线传输至主控制器的电源接口，从而为主控制器供电。参见图1，其中上述导线一端连接电能处理单元的第二输出接口，另一端穿过自行车上的后上叉19和坐管20上的开孔，连接至主控制器。这样将导向在车架内走线，防止线路破损，同时简洁美观。

进一步地，上述亮度调节器与主控制器可以通过但不限于蓝牙模块、LOAR模块或者Zigbee模块连接，亮度调节器从主控制器获取亮度控制指令，从而调节LED灯的亮度。当然在其他的实施例中，也可以通过导电滑环的方式进行有线控制，主控制器的信号控制线通过导电滑环连接至车轮上的LED灯臂。

在另外的实施例中，上述主控制器还连接有显示屏、测速传感器、光敏传感器、定位装置、通信模块；主控制器通过通信模块与移动终端连接，并发送测速传感器获得的速度信息和里程信息，及定位装置采集的位置信息发送至移动终端。其中该通信模块可以为蓝牙模块、LOAR模块、Zigbee模块、3G/4G模块中的一种或者多种。另外，主控制器还可以将上述速度信息、里程信息、位置信息发送至显示屏进行显示。

在可能的实施例中，上述主控制器还连接有输入设备，输入设备用于接收用户输入的定时信息，并将该定时信息发送至主控制器；主控制器根据定时信息调节LED灯的点亮时长。如用户可以设置LED灯臂的LED等持续点亮2个小时或者30分钟。

另外，在输入设备上还设置有模式切换键，该模式切换键用于触发主控制器按照不同的控制模式调节LED灯的亮度，其中控制模式包括用户设置模式、速度模式、光亮模式及位置模式中的一种或者多种。如用户可以手动设置亮度模式，如直接手动设置低亮度。用户也可以选择LED灯的亮度随着速度变化而变化、随着光亮强度变化而变化或者随着所处位置的变化而变化，这样能够提高用户的骑行体验。如当所处位置在A区域时，以第一亮度显示；当在B区域时，以第二亮度显示。

进一步地，上述主控制器还连接有语音提示器和计时器。输入设备用于接收用户输入的测试里程值，主控制器在确定测试开始后，控制计时器开始计时；在根据测速传感器采集的里程信息确定测试结束后，将计时器的计时信息显示在显示屏上，同时发送提示指令至语音提示器，以使该语音提示器进行语音提示，如语音提示器播报“测试里程结束”。其中可以通过检测用户手动点击主控制器的开始按键确定测试开始，也可以对比测速传感器检测的速度信息与预设阈值，当速度信息大于等于预设阈值时确定测试开始。进一步地，当测速传感器采集的里程信息与测试里程值相等时，确定测试结束，计时器停止计时。

进一步地，上述花鼓发电自行车还包括蓄电池，该蓄电池设置在花鼓本体的外侧，通过第一电子开关与电能处理单元连接，用于存储电能处理单元传送的电能。该蓄电池通过第二电子开关与主控制器、亮度调节器分别连接，为主控制器、亮度调节器供电。其中，该蓄电池可以通过电源传输线通过后上叉和坐管的开孔连接至主控制器，通过导电换换为亮度调节器供电。

蓄电池上还设置有USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，用于连接外部电子设备。具体地，主控制器还与电子开关通信连接，可以通过主控制器控制该电子开关的通断，从而控制蓄电池向外部设备提供电能。

进一步地，上述花鼓发电自行车还包括电量检测芯片，该电量检测芯片与蓄电池连接，并将检测到的电量信息发送至主控制器。其中该电量检测芯片可以采用FAN4010。

在一个可能的实施例中，当主控制器检测到测速传感器采集到的当前速度小于等于第一速度阈值，且电量检测芯片检测到的电量信息高于电量阈值时，控制上述第一电子开关断开、第二电子开关闭合，使蓄电池配合发电组件为主控制器、亮度调节器供电。

当主控制器检测到的测速传感器采集到的当前速度大于等于第二速度阈值，控制第一电子开关闭合、第二电子开关断开，此时仅需要发电组件实时产生的电能就足够供应主控制器和亮度调节器或者其他需要用电的外部设备，且有足够的电能为蓄电池充电。其中第二速度阈值大于第一速度阈值。进一步地，当电量检测芯片检测到蓄电池充满时，自动断开第一电子开关。

当主控制器检测到的测速传感器采集到的当前速度大于第一速度阈值且小于第二速度阈值时，控制第一电子开关和第二电子开关均断开，此时发电组件实时产生的电能刚好供应主控制器和亮度调节器或者其他需要用电的外部设备。

通过上述方式，可以对电能进行有效利用，并为主控制器、亮度调节器及其它外部设备稳定供电。

实施例二：

图6示出了本实用新型实施例提供的花鼓发电系统的结构示意图。参见图6，该花鼓发电系统包括移动终端100及如实施例一中的花鼓发电自行车200，该花鼓发电自行车与移动终端通信连接。

其中，该移动终端用于接收主控制器发送的速度信息、里程信息及位置信息。其中该通信模块可以为蓝牙模块、LOAR模块、Zigbee模块、3G/4G模块中的一种或者多种。另外，该移动终端还可以发送控制指令至主控制器，用于选择LED灯的控制模式，如用户设置模式、速度模式、光亮模式及位置模式，并使得主控制器按照选择的控制模式对LED灯的亮度进行调节。

另外，该移动终端还可以根据位置信息进行对比匹配，显示报警信息。由此可以实现对骑行者的位置进行监控，当该骑行者出现在预先设置的禁区时，进行报警提示。该方式可以应用于家长对孩子的骑行监控。

本实用新型实施例提供的技术方案，在骑行过程中，花鼓本体内的发电组件产生电能，并经过电能处理单元处理后将电能提供至主控制器及车轮上的LED灯臂，实现为发光车轮稳定供电，同时由主控制器智能控制LED灯的发光状态，克服了现有技术中发光车轮容易出现电能供应不足、无法智能控制能源为发光车轮稳定供电的技术问题。

本实用新型实施例提供的花鼓发电系统，与上述实施例提供的花鼓发电自行车具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述花鼓发电自行车实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。