一种自行车动能回收系统的制作方法

本发明涉及自行车配件领域，尤其涉及一种自行车动能回收系统。

背景技术：

自行车在刹车过程中，往往是将原有动能转换为刹车系统摩擦产生的热能而损失。假设一自行车在水平路面以v1＝7m/s的速度匀速运动，人车共计重m＝76kg，则自行车通过刹车将速度减为零时(v2＝0)，其损失的能量为：ek1＝ek2-er，其中：ek1为初动能,ek2为末态动能,er为刹车系统产生的热能。即：带入数值后算得：er＝3002(j)，通过计算可知，自行承损失的能量大约为3002焦耳。

很明显，现有自行虽然结构简单，但在能量回收再利用方面存在很大不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

为实现上述目的，本发明提供一种自行车动能回收系统，包括电磁感应系统、永磁铁系统和回路通断控制系统，电磁感应系统包括舱室、舱盖和第二紧固夹板，舱室和舱盖通过螺栓固定，形成一个密闭空间，密闭空间用于容纳海绵垫、漆包线线圈和铁芯，舱室的一侧设置有第一紧固夹板，第一紧固夹板与舱室一体成型，第一紧固夹板与第二紧固夹板通过夹板紧固螺栓固定，形成一个夹板固定架，固定在自行车车轮的固定梁上，漆包线线圈穿过舱室上的出线孔；永磁铁系统固定在条幅上，随着车轮转动，为电磁感应系统提供磁场，包括依次紧贴的第一固定板、第一橡胶防滑垫、永磁铁、第二橡胶防滑垫、中间固定板、永磁铁、第三橡胶防滑垫、第二固定板、永磁铁系统固定螺栓和永磁铁系统固定螺母，其中，第一固定板、中间固定板和第二固定板上设有永磁铁系统固定螺栓滑槽，永磁铁系统固定螺栓穿过永磁铁系统固定螺栓滑槽与永磁铁系统固定螺母固定；回路通断控制系统包括：行程开关、固定架和抱箍，其中，固定架位于抱箍的下方并与抱箍一体成型，行程开关固定在固定架内部，行程开关的上设置有行程开关摇臂，行程开关摇臂的另一端连接有棍子，棍子可绕行程开关摇臂转动，棍子顶接车闸，抱箍固定在车把上，行程开关上设置有行程开关接线；在刹车状态下，漆包线线圈、行程开关和负载组成闭合回路。

优选地，电磁感应系统还包括橡胶密封圈，橡胶密封圈位于舱盖与海绵垫之间。

优选地，第一紧固夹板与第二紧固夹板上均设置有紧固螺栓滑槽，紧固螺栓滑槽用于穿过并调整夹板紧固螺栓。

优选地，第一紧固夹板的内表面上设置有舱室防滑橡胶垫。

优选地，舱室上设置有舱室防滑橡胶垫内的四角各设置有铁芯限位卡，用于对进行限位，防止铁芯晃动。

优选地，固定架内部的上、下表面分别设置有第二锁紧用防滑垫和第一锁紧用防滑垫。

本发明采用的有益效果：在刹车时，随着自行车轮的减速转动，永磁铁系统会在电磁感应系统内产生变化的磁通量，闭合回路内会产生感应电流，此电流可直接接负载或充电器等设备，从而达到回收部分刹车能的目的。同时，根据楞次定律可知，闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，直观表现为阻止车轮的转动，也即加强了刹车效果，缩短了刹车距离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电磁感应系统结构示意图的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种紧固夹板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种舱室和第一紧固板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电磁感应系统总装示意图的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电磁感应系统实际安装示意图；

图6为本发明实施例提供的一种永磁铁系统的组成示意图；

图7为本发明实施例提供的一种永磁铁系统装配示意图的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种永磁铁系统装配示意图的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种永磁铁系统安装示意图；

图10为本发明实施例提供的一种电磁感应及永磁系统的安装示意图；

图11为本发明实施例提供的一种回路通断控制系统的组成示意图；

图12为本发明实施例提供的一种固定架和抱箍的位置示意图；

图13为本发明实施例提供的一种刹车时车闸及回路通断控制系统示意图；

图14为本发明实施例提供的一种正常骑行时回路通断控制系统的电路图；

图15为本发明实施例提供的一种刹车时车闸及回路通断控制系统示意图；

图16为本发明实施例提供的另一种电磁感应系统结构示意图的结构示意图；

附图标记说明：

1-舱盖紧固螺栓，2-舱盖，3-橡胶密封圈，4-海绵垫，5-漆包线线圈，6-铁芯，7-夹板紧固螺栓，8-紧固螺栓滑槽，9-紧固夹板，10-舱室防滑橡胶垫，11-夹板紧固螺栓配套螺母，12-舱室，121-第一紧固夹板,13-出线孔，14-舱盖紧固螺栓孔，15-紧固夹板橡胶防滑垫，16-铁芯限位卡；

17-第一固定板,18-第一橡胶防滑垫,19-永磁铁,20-第二橡胶防滑垫,21-中间固定板,22-永磁铁系统固定螺栓滑槽,23-第二固定板,24-第三橡胶防滑垫,25-永磁铁系统固定螺栓,26-永磁铁系统固定螺母；

27-抱箍螺栓,28-抱箍螺母,29-锁紧螺栓,30-棍子，31-行程开关摇臂，32-行程开关，33-抱箍，34-行程开关接线，35-锁紧螺母，36-第一锁紧用防滑垫，37-第二锁紧用防滑垫，38-固定架；

40-固定梁，41-条幅，42-自行车刹车车闸，43-自行车把手。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-16，本发明实施例提供一种自行车动能回收系统，包括电磁感应系统、永磁铁系统和回路通断控制系统。

如图1-5和图16，电磁感应系统包括：舱室12、舱盖2和第二紧固夹板9，舱室12和舱盖2通过舱盖紧固螺栓1固定一起，形成一个密闭空间，以便容纳海绵垫4、漆包线线圈5和铁芯6,其中，铁芯6插入漆包线线圈5并装在密闭空间内，在装上舱盖2之前先放入海绵垫4，如图16所示。在舱室12的一侧设置有第一紧固夹板121，第一紧固夹板121与舱室12一体成型，第一紧固夹板121与第二紧固夹板9通过夹板紧固螺栓7以及夹板紧固螺栓配套螺母11固定，形成一个夹板固定架，固定在自行车车轮的固定梁40上，漆包线线圈5穿过舱室12上的出线孔13，与普通导线相连。

在一个示例中，第一紧固夹板121与第二紧固夹板9上均设置有紧固螺栓滑槽8，所述紧固螺栓滑槽8用于穿过并调整夹板紧固螺栓7。

在一个示例中，电磁感应系统还包括橡胶密封圈3，所述橡胶密封圈3位于舱盖2与海绵垫4之间。

在一个示例中，第一紧固夹板121的内表面设置有舱室防滑橡胶垫10，用于防滑作用。

在一个示例中，第二紧固夹板9的内表面上设置有紧固夹板橡胶防滑垫15，用于防滑作用。

在一个示例中，舱室12的两侧设置有舱盖紧固螺栓孔14，与舱盖紧固螺栓1配套使用。

在一个示例中，舱室12上设置有舱室防滑橡胶垫10内的四角各设置有铁芯限位卡16，铁芯6插入4个铁芯限位卡16内，防止铁芯5晃动。

漆包线线圈5穿过出线孔13后，对出线孔做防水处理。穿出出线孔13暴露在舱室12外的漆包线线圈5，通过钎焊方式与普通导线相连，连接处通过热熔胶进行包裹以达到加固防水的目的。普通导线的布线则通过扎带固定于自行车车身上。

永磁铁系统固定在条幅41上，作用是通过永磁铁，提供磁场，永磁铁随着车轮的转动，磁感应系统将受到变化的磁通量。如图6-10，永磁铁系统包括依次紧贴的第一固定板17、第一橡胶防滑垫18、永磁铁19、第二橡胶防滑垫20、中间固定板21、永磁铁19、第三橡胶防滑垫24、第二固定板23、永磁铁系统固定螺栓25和永磁铁系统固定螺母26，其中，第一固定板17、中间固定板21和第二固定板23上设有永磁铁系统固定螺栓滑槽22，永磁铁系统固定螺栓25穿过永磁铁系统固定螺栓滑槽22与永磁铁系统固定螺母26固定。

如图11-13，回路通断控制系统包括：行程开关32、固定架38和抱箍33，其中，固定架38位于抱箍33的下方并与抱箍33一体成型，行程开关32固定在固定架38内部，行程开关32的上设置有行程开关摇臂31，行程开关摇臂31的另一端连接有棍子30，棍子30可绕行程开关摇臂31转动，棍子30顶接自行车刹车车闸，抱箍33通过抱箍螺栓27以及抱箍螺母28固定在自行车把手43上，行程开关32上设置有行程开关接线34。其中，行程开关32为市面常见的行程开关，初始状态设定为断路状态，当行程开关摇臂31转动一定角度或很小角度后电路导通，当行程开关摇臂31恢复至初始状态时继续恢复断路状态

在一个示例中，固定架38通过锁紧螺栓29以及锁紧螺母35固定行程开关32。

在一个示例中，固定架38内部的上、下表面分别设置有第二锁紧用防滑垫37和第一锁紧用防滑垫36。

具体使用介绍

1.正常骑行

当自行车在正常骑行时，整个系统的电路为断开状态，刹车车闸如图13所示，电路示意简图如图14所示。图14中的ac交流电输出端直接接负载或接充电电池等设备。

2.刹车能回收

当自行车刹车时，车闸被捏紧，如图15所示。

此时行程开关闭合，电路导通，形成一个闭合的回路，同时永磁铁系统随着自行车轮的减速转动，会在电磁感应系统内产生变化的磁通量，根据“法拉第电磁感应定律”可知，闭合回路内会产生感应电流，此电流可直接接负载或充电器等设备，从而达到回收部分刹车能的目的。

同时，根据“楞次定律”中“来拒去留”的特性可知，闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，直观表现为阻止车轮的转动，也即加强了刹车效果，缩短了刹车距离。

3.松开车闸

当完成刹车动作后，骑行者松开自行车刹车车闸，此时车闸及回路通断控制系统恢复初始状态，如图13所示，电路断开，如图14所示，此时因为未形成闭合电路，系统中无感应电流产生，无阻碍骑行的磁场力产生，恢复正常骑行骑行状态。

本系统可广泛用于传统自行车，通过对安装、固定方式的改进，更可推广应用于更多场景。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。