专利名称：电动自行车轮毂式发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于电动自行车上的发电装置。
背景技术：
电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具，其以便捷、快速和低成本等特性得到迅速的推广，在一定程度上代替了自行车和摩托车，但是，在实际行驶过程中由于其采用蓄电池给动力装置提供能源，而目前使用的蓄电池容量有限，导致电动自行车续航能力较差，采用普通蓄电池的电动自行车续航里程只有30公里左右，直接影响电动自行车使用范围；为了解决以上问题，目前有很多科技人员试图在电动自行车上加装发电机，在行驶过程中利用刹车时候的动能和骑行过程中的惯性来发电，利用发电机输出的电能补充蓄电池，以达到延长续航里程的目的；但是，现有技术中的发电机是直接将转子安装在轮毂上，转子的转速和轮毂的转速相同，转速较低，发电效率较低。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种发电效率高，能量利用充分，将其使用到电动自行车上能有效延长其续航里程。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是一种电动自行车轮毂式发电机，包括轮轴、轮毂、定子、与定子同轴设置的转子、导线、碳刷、调节器以及设置在轮轴上的换向器，其关键改进在于所述轮毂与所述转子之间设置齿轮变速机构。所述齿轮变速机构包括固定设于所述轮毂内侧面上的齿圈、借助于轴承设于轮轴上的第三齿轮、第一齿轮以及第二齿轮；所述第一齿轮与所述齿圈啮合；所述第一齿轮和第二齿轮借助于传动轴同轴设置；所述传动轴穿过定子设置、且与定子滑动配合；所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合；所述第三齿轮与所述转子固定连接；所述第二齿轮与所述传动轴之间设置棘轮机构。所述第一齿轮与所述传动轴一端固定连接，所述第二齿轮与所述传动轴之间设置棘轮机构，所述传动轴与所述定子之间设置轴承。所述轮毂、定子以及第三齿轮从左至右依次设置；所述定子为回转体，其纵截面为“凹”形，所述第三齿轮与定子相邻的一侧设有换向器；所述定子内孔侧壁上借助于刷架均布三个碳刷；所述刷架与定子绝缘。所述轮轴上设有穿线孔；所述穿线孔包括相互连通的轴向孔和径向孔，所述导线分别与三个碳刷以及定子上缠绕的线圈连接后从导线孔穿出。采用上述技术方案所产生的有益效果在于在轮毂和转子之间设置齿轮变速机构，通过变速机构提高转子转速，提高动能和电能转化效率，满足蓄电池充电要求，与电动自行车配套使用，能够有效延长电动自行车续航里程。以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图I是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型结构示意图(去除转子)；图3是本实用新型变速机构结构示意图；在附图中1、第三齿轮；2、齿圈；3、刷架；4、碳刷；5、换向器；6、电缆；7、轮轴；8、轮毂；9、定子；10、转子；11、第二齿轮；12、传动轴；13、第一齿轮。
具体实施方式
如图I和图2所示的一种电动自行车轮毂8式发电机，包括轮轴7、轮毂8、定子9、与定子9同轴设置的转子10、导线、碳刷4、调节器以及设置在轮轴8上的换向器5，其关键改进在于所述轮毂8与所述转子10之间设置齿轮变速机构(参见图3)，定子9和转子10均采用绕组线圈，碳刷4通过换向器5给转子10供电，通电的转子10形成磁场，转子10在旋转过程中形成旋转磁场，磁场旋转过程中定子9相对于转子10反向转动，定子9的绕组线圈切割磁力线产生电流，实现将动能转化成电能的目的。所述齿轮变速机构包括固定设于所述轮毂8内侧面上的齿圈2、借助于轴承与轮轴7连接的第三齿轮I、第一齿轮13以及第二齿轮11 ;所述第一齿轮13与所述齿圈2啮合；所述第一齿轮13和第二齿轮11借助于传动轴12同轴设置；所述传动轴12穿过定子9设置、且与定子9滑动配合；所述第二齿轮11与所述第三齿轮I啮合；所述第三齿轮I与所述转子10固定连接，在具体应用过程中第一齿轮13、第二齿轮11和第三齿轮I之间的传动比可以根据定子9和转子10绕组确定，其目的在于通过三个齿轮变速传动，将转子10的转速提高，避免和轮毂8相同速度时满足不了发电需求，同时在第二齿轮11与传动轴12之间设置棘轮机构，第二齿轮11只能单向转动。所述第一齿轮13与所述传动轴12 —端固定连接，所述传动轴12与所述定子9之间设置轴承，在具体实施过程中，在定子9外缘设置通孔，传动轴12穿过通孔设置、且通过轴承安装，为了进一步减小体积，还可以将定子9与齿圈相邻一侧设置凹槽，将齿圈和第一齿轮潜入凹槽内。所述轮毂8、定子9以及第三齿轮I从从左至右依次设置；所述定子9为回转体，其纵截面为“凹”形，所述第三齿轮I与定子9相邻的一侧设有换向器5 ;所述定子9内孔侧壁上借助于刷架3均布三个碳刷4 ;所述刷架3与定子9绝缘，在具体应用过程中将碳刷和调节器均可设置在定子轴向的沉孔内，缩小发电机体积。所述轮轴8上设有穿线孔；所述穿线孔包括相互连通轴向孔和径向孔，所述导线分别与三个碳刷4以及定子9上缠绕的线圈连接后从导线孔穿出。在具体应用过程中，本实用新型所披露的发电机设置在电动自行车前轮轮轴上，在电动自行车行驶过程中通过轮毂8转动将电动自行车刹车或者下坡时候的动能转换成电能并由蓄电池储存起来，也可以在平地行驶过程中将电动机消耗的电能持续转化成电能，但其转化比是小于I的，所以只能在一定程度上延长电动自行车的续航里程，不可能成为永动机；通过在轮毂8和转子10之间设置齿轮变速机构，通过变速机构提高转子转速，提高动能和电能转化效率，满足蓄电池充电要求，与电动自行车配套使用，能够有效延长电动自行车续航里程。本实用新型所披露的轮毂式发电机可以与电动自行车、电动三轮车以及电动汽车配套使用，将行驶过程中浪费的动能收集起来并转化成电能供电动机使用，有效节约能源。本实用新型在具体使用过程中，通过电动自行车控制器控制发电量的分配，优先将发出的电能供应电动机和其他电器设备，用于驱动电动自行车行驶，多余的电量为蓄电池充电，可以有效防止发电机直接给蓄电池充电过程中因大电流充电造成蓄电池损害，延长蓄电池使用寿命。
权利要求1.一种电动自行车轮毂式发电机，包括轮轴(7)、轮毂(8)、定子(9)、与定子(9)同轴设置的转子(10)、导线、碳刷(4)、调节器以及设置在轮轴(7)上的换向器(5)，其特征在于所述轮毂(8)与所述转子(10)之间设置齿轮变速机构。
2.根据权利要求I所述的电动自行车轮毂式发电机，其特征在于所述齿轮变速机构包括固定设于所述轮毂(8)内侧面上的齿圈(2)、借助于轴承设于轮轴(7)上的第三齿轮(I)、第一齿轮(13)以及第二齿轮(11);所述第一齿轮(13)与所述齿圈(2)啮合；所述第一齿轮(13)和第二齿轮(11)借助于传动轴(12)同轴设置；所述传动轴(12)穿过定子(9)设置、且与定子(9 )滑动配合；所述第二齿轮(11)与所述第三齿轮(I)啮合；所述第三齿轮(I)与所述转子(10)固定连接；所述第二齿轮(11)与所述传动轴(12)之间设置棘轮机构。
3.根据权利要求I或2所述的电动自行车轮毂式发电机，其特征在于所述第一齿轮(13)与所述传动轴(12) 一端固定连接，所述第二齿轮(11)与所述传动轴(12)之间设置棘轮机构，所述传动轴(12)与所述定子(9)之间设置轴承。
4.根据权利要求3所述的电动自行车轮毂式发电机，其特征在于所述轮毂(8)、定子(9)以及第三齿轮(I)从左至右依次设置；所述定子(9)为回转体，其纵截面为“凹”形，所述第三齿轮(I)与定子(9)相邻的一侧设有换向器(5);所述定子(9)内孔侧壁上借助于刷架(3)均布三个碳刷(4);所述刷架(3)与定子(9)绝缘。
5.根据权利要求4所述的电动自行车轮毂式发电机，其特征在于所述轮轴(8)上设有穿线孔；所述穿线孔包括相互连通的轴向孔和径向孔，所述导线分别与三个碳刷(4)以及定子(9)上缠绕的线圈连接后从导线孔穿出。
专利摘要本实用新型公开了一种电动自行车轮毂式发电机，涉及用于电动自行车上的发电装置，包括轮轴、轮毂、定子、与定子同轴设置的转子、导线、碳刷、调节器以及设置在轮轴上的换向器，其关键改进在于所述轮毂与所述转子之间设置齿轮变速机构；其优点在于在轮毂和转子之间设置齿轮变速机构，通过变速机构提高转子转速，提高动能和电能转化效率，满足蓄电池充电要求，与电动自行车配套使用，能够有效延长电动自行车续航里程。
文档编号H02K7/116GK202737661SQ20122022215
公开日2013年2月13日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者焦鹏飞 申请人:焦鹏飞