一种高效制动的混合动力太阳能自行车的制作方法
【专利摘要】一种高效制动的混合动力太阳能自行车，属于自行车节能技术领域，本发明为解决现有自行车骑行时人体的能量消耗和刹车的安全性的问题。本发明包括前太阳能电池板、前支架、后太阳能电池板、后支架、制动发电装置、电磁制动装置、电磁驱动装置、开关、导线和叶轮；太阳能电池板通过支架固定在自行车车架上；制动发电装置安装于自行车前轴的前轴孔处；电磁制动装置安装在自行车后轴与后轴花鼓中间；开关安装在车把下方，通过导线控制电磁制动装置；电磁驱动装置安装在自行车的后轮车条上；叶轮中心套筒通过连接件安装在自行车前轴上，叶轮中心套筒外侧均布六个插槽，六个叶片通过插槽安装在叶轮中心套筒上。本发明用于自行车节能技术。
【专利说明】
一种高效制动的混合动力太阳能自行车
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种混合动力太阳能自行车，属于自行车节能技术领域。
【背景技术】
[0002]能源危机和环境污染已经成了不可回避的巨大问题。从社会能源消费的构成来看，建筑能耗、工业能耗和交通能耗已经形成明显的三足鼎立之势，其中交通能耗已超过能源消耗总量的30%。大量使用以化石燃料为能源来源的汽车，碳排放量巨大，而且尾气中含有大量污染物，严重污染环境，且化石能源逐渐枯竭，必须考虑使用既环保、又节能的交通工具。
[0003]自行车凭借其在便捷、环保、健身等多方面优势在中短途交通中占有重要地位而被大力提倡。但是自行车比较费力，车速取决于人的体力，不适合作为远距离的交通工具。因此在自行车的基础上，电动自行车被广泛的使用起来，但其消耗电能较大，而且存在充电不便、充电次数频繁、续航能力差的问题。因此，如果解决电能来源和刹车安全性问题，是电动自行车急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了解决现有自行车骑行时人体的能量消耗和刹车的安全性的问题，提供了一种高效制动的混合动力太阳能自行车。
[0005]本发明所述一种高效制动的混合动力太阳能自行车，包括前太阳能电池板、前支架、后太阳能电池板、后支架、制动发电装置、电磁制动装置、电磁驱动装置、开关、导线和叶轮；
[0006]前太阳能电池板通过前支架固定在自行车车架前部，后太阳能电池板通过后支架固定在自行车车架后部；
[0007]制动发电装置包括发电机外壳、半圆磁环、定子线圈和固定螺栓，制动发电装置安装于自行车前轴的前轴孔处，两个半圆磁环分别通过固定螺栓和圆形垫片固定在发电机外壳的内壁上，半圆磁环的周围环绕有定子线圈，两个半圆磁环的磁极相反；
[0008]电磁制动装置包括电磁制动外壳、电吸盘、制动环和制动环支座，电磁制动装置安装在自行车后轴与后轴花鼓中间；电吸盘安装在电磁制动外壳上，电吸盘的表面与制动环的前端表面相对，制动环的后端为制动销轴，制动销轴的端部位于制动环支座的销轴孔内，制动环支座与自行车的后轴花鼓相连接；
[0009]开关安装在车把下方，通过导线控制电磁制动装置；
[0010]电磁驱动装置安装在自行车的后轮车条上，利用前太阳能电池板和后太阳能电池板的供电为自行车后轮的电动机提供电力，驱动自行车；
[0011 ]叶轮包括叶轮中心套筒、六个叶片和连接件，叶轮中心套筒通过连接件安装在自行车前轴上，叶轮中心套筒外侧均布六个插槽，六个叶片通过插槽安装在叶轮中心套筒上。
[0012]本发明的优点:本发明的太阳能电池板，能够将收集到的太阳能转化为电能，利用制动发电及电磁装置制动，达到制动反应灵敏、制动可靠、制动力强的要求，节省了人力，增加了对新能源的利用，电能辅助驱动自行车前进，从而达到节省人力的目的。此外，通过太阳能电池板的输出电压，可以衍生出一系列的可扩展功能，增加了自行车应用的广泛性。
【附图说明】
[0013]图1是本发明所述一种高效制动的混合动力太阳能自行车的结构示意图；
[0014]图2是制动发电装置的结构示意图；
[0015]图3是电磁制动装置的结构剖面图；
[0016]图4是电磁制动装置的主视图；
[0017]图5是叶轮的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】一:下面结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种高效制动的混合动力太阳能自行车，包括前太阳能电池板1、前支架2、后太阳能电池板6、后支架7、制动发电装置8、电磁制动装置9、电磁驱动装置10、开关11、导线12和叶轮31;
[0019]前太阳能电池板I通过前支架2固定在自行车车架前部，后太阳能电池板6通过后支架7固定在自行车车架后部；
[0020]制动发电装置8包括发电机外壳14、半圆磁环15、定子线圈16和固定螺栓17，制动发电装置8安装于自行车前轴的前轴孔18处，两个半圆磁环15分别通过固定螺栓17和圆形垫片24固定在发电机外壳14的内壁上，半圆磁环15的周围环绕有定子线圈16，两个半圆磁环15的磁极相反；
[0021]电磁制动装置9包括电磁制动外壳25、电吸盘23、制动环19和制动环支座22，电磁制动装置9安装在自行车后轴26与后轴花鼓27中间；电吸盘23安装在电磁制动外壳25上，电吸盘23的表面与制动环19的前端表面相对，制动环19的后端为制动销轴20，制动销轴20的端部位于制动环支座22的销轴孔21内，制动环支座22与自行车的后轴花鼓27相连接；
[0022]开关11安装在车把下方，通过导线12控制电磁制动装置9;
[0023]电磁驱动装置10安装在自行车的后轮车条上，利用前太阳能电池板I和后太阳能电池板6的供电为自行车后轮的电动机提供电力，驱动自行车；
[0024]叶轮31包括叶轮中心套筒28、六个叶片29和连接件30，叶轮中心套筒28通过连接件30安装在自行车前轴上，叶轮中心套筒28外侧均布六个插槽，六个叶片29通过插槽安装在叶轮中心套筒28上。
[0025]本实施方式中，制动发电装置8在自行车行驶时，发电机外壳14随前轮花鼓一起转动，发电机外壳14内的磁铁(15)环绕定子线圈16转动，在定子线圈16中产生感应电流，电流随定子线圈16两端的导线流出。制动发电装置8通过开关调节启用时间，能够在刹车时辅助刹车并发电。
[0026]本实施方式中，电磁制动装置9工作的过程为:电磁制动线圈(23)得电后产生磁力，吸引与电吸盘23相对的制动环19，制动环19的前段表面与电吸盘23表面接触，由吸力吸紧不能再转动，此时由于电吸盘23表面与制动环19之间的间隙小于制动销轴20的长度，制动销轴20的端部位于制动环支座22的销轴孔21内，制动销轴20随着制动环19不再转动，制动销轴20的端部也就阻止了制动环支座22转动，进而使后轴花鼓27不再转动，达到使自行车后轮制动的目的。所有的吸盘电磁铁的电源线并联，并在电源总线上串连滑动变阻器调节电流控制刹车时间。
[0027]本实施方式中，电磁驱动装置10利用太阳能电池板供电，实现给自行车后轮的发动机提供电力，驱动自行车；电动机通过链轮带动链条，进而带动和自行车原有飞轮并联的飞轮，从而带动自行车后轮，驱动自行车。
[0028]【具体实施方式】二:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括照明装置3，照明装置3采用LED电子灯，固定在自行车前叉的上部。
[0029]本实施方式中，照明装置3用于自行车夜间行驶的照明。
[0030]【具体实施方式】三:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括USB转换接口 4，USB转换接口 4安装在照明装置3的上方，输出稳定电压5V。
[0031]本实施方式中，USB转换接口4通过电压转换装置实现，能够给骑行者随身携带的移动设备供电，如手机等。
[0032]【具体实施方式】四:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括防盗装置5，防盗装置5安装在自行车车把上，采用电子锁实现。
[0033]本实施方式中，防盗装置5采用电子锁。增强了自行车的安全性。
[0034]【具体实施方式】五:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括调速转把13，调速转把13与车把合为一体件，通过调整调速转把13进而调整电动机转速，从而调整车速。
[0035]本实施方式中，在不使用太阳能驱动时，不转动调速转把13，和普通自行车一样骑行本自行车即可。
[0036]【具体实施方式】六:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，前太阳能电池板I和后太阳能电池板6收集太阳能，并将太阳能转化为电能，通过稳压电路、DC-DC变换电路和充电电路将电能输送至电池组储存，电池组通过DC-DC变换电路和限流电路给电动机供电。
[0037]本发明中，前太阳能电池板I和后太阳能电池板6采用软质多晶硅太阳能电池板，总额定功率为40?60W，输出电压为16?20V，整体结构采用流线型，以减少行驶过程中的空气阻力。
[0038]本发明中，利用电和磁场的互生关系进行制动，分为制动发电装置8和电磁制动装置9，制动发电装置8可通过开关调节启用时间，可在刹车时辅助刹车并发电；电磁制动装置9中，电吸盘23通电后，产生磁力，吸引与电吸盘23相对的制动环19，实现自行车制动，电磁制动可由开关11控制。电磁驱动装置10的驱动能量来自于前太阳能电池板I和后太阳能电池板6。通过前太阳能电池板I和后太阳能电池板6的输出电压，能够衍生出一系列的可扩展功能，增加了自行车应用的广泛性。
【主权项】
1.一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，包括前太阳能电池板(I)、前支架(2)、后太阳能电池板(6)、后支架(7)、制动发电装置(8)、电磁制动装置(9)、电磁驱动装置(10)、开关(11)、导线(12)和叶轮(31); 前太阳能电池板(I)通过前支架(2)固定在自行车车架前部，后太阳能电池板(6)通过后支架(7)固定在自行车车架后部； 制动发电装置(8)包括发电机外壳(14)、半圆磁环(15)、定子线圈(16)和固定螺栓(17)，制动发电装置(8)安装于自行车前轴的前轴孔(18)处，两个半圆磁环(15)分别通过固定螺栓(17)和圆形垫片(24)固定在发电机外壳(14)的内壁上，半圆磁环(15)的周围环绕有定子线圈(16)，两个半圆磁环(15)的磁极相反； 电磁制动装置(9)包括电磁制动外壳(25)、电吸盘(23)、制动环(19)和制动环支座(22)，电磁制动装置(9)安装在自行车后轴(26)与后轴花鼓(27)中间；电吸盘(23)安装在电磁制动外壳(25)上，电吸盘(23)的表面与制动环(19)的前端表面相对，制动环(19)的后端为制动销轴(20)，制动销轴(20)的端部位于制动环支座(22)的销轴孔(21)内，制动环支座(22)与自行车的后轴花鼓(27)相连接； 开关(11)安装在车把下方，通过导线(12)控制电磁制动装置(9); 电磁驱动装置(10)安装在自行车的后轮车条上，利用前太阳能电池板(I)和后太阳能电池板(6)的供电为自行车后轮的电动机提供电力，驱动自行车； 叶轮(31)包括叶轮中心套筒(28)、六个叶片(29)和连接件(30)，叶轮中心套筒(28)通过连接件(30)安装在自行车前轴上，叶轮中心套筒(28)外侧均布六个插槽，六个叶片(29)通过插槽安装在叶轮中心套筒(28)上。2.根据权利要求1所述的一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，还包括照明装置(3)，照明装置(3)采用LED电子灯，固定在自行车前叉的上部。3.根据权利要求2所述的一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，还包括USB转换接口( 4)，USB转换接口( 4)安装在照明装置(3)的上方，输出稳定电压5V。4.根据权利要求1所述的一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，还包括防盗装置(5)，防盗装置(5)安装在自行车车把上，采用电子锁实现。5.根据权利要求1所述的一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，还包括调速转把(13)，调速转把(13)与车把合为一体件，通过调整调速转把(13)进而调整电动机转速，从而调整车速。6.根据权利要求1所述的一种高效制动的混合动力太阳能自行车，其特征在于，前太阳能电池板(I)和后太阳能电池板(6)收集太阳能，并将太阳能转化为电能，通过稳压电路、DC-DC变换电路和充电电路将电能输送至电池组储存，电池组通过DC-DC变换电路和限流电路给电动机供电。
【文档编号】B62M6/40GK105882870SQ201610348999
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】帅永, 钟鸿豪, 纪欣宇, 张国华, 梁永广, 金家辉
【申请人】哈尔滨工业大学