专利名称：自行车自发电安全预警装置及多功能自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交通工具领域，特别涉及一种利用自行车车轮的转动来发电供给预警单元，实现自发电以及安全预警的装置，还涉及一种装备了该装置的多功能自行车。
背景技术：
自行车是环保主义者首选的交通工具，中国是世界上拥有自行车骑行者人数最多的国家，为了更好的推行环保主义和推广自行车的安全使用，对仅有简单的机械结构的自行车进行改良是有很大的必要的。现有技术中，基于自行车的电子装置越来越多，虽然功能有所不同，结构也较为简单，但综合的实用性都不是特别好。如中国专利200820101386. 5 公开的“自行车发电照明装置”和中国专利200820081681. 9公开的“有发电蓄电装置的健身自行车”，前者只是简单的将自行车发出的电用来照明，无法将更多的电能储存起来， 以加强该种电能在其他方面的利用率，大大造成了资源的浪费；后者由于适用的范围不是很宽，对蓄电池的控制、利用以及保护做得都还不够好，无法满足对能源、资源的低成本高利用率的要求。再如中国专利公开的95212260. X “自行车、摩托车测速、计程装置”， 通过磁感应脉冲式传感器将车轮转速的变化转换成不同频率的电脉冲，然后对该电脉冲进行一系列处理，以便于计数等工作的进行。但其电路设计不够利用智能化发展，其不能同时进行测速和路程计算，只能进行速度和路程之间的单一测量。再如中国专利公开的 200820063891. 5 “自行车轮动自发光尾灯”，虽是将自行车车轮的转动用于了发电，但所发出的电仅仅是用于了点亮尾灯，而且不能进行对周围环境的检测，对能源和资源的利用都不是充分的，不能满足当今社会的高节奏发展的要求。
发明内容针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的之一是提供一种自行车自发电安全装置，该装置利用发电机将自行车车轮转动产生的能量转变为电力，并用于驱动安全预警尾灯，其优点在于节能、环保，并且安装调试方便、使用范围广，可长期稳定使用；本实用新型的目的之二是提供一种多功能自行车，通过装备上述的自发电安全装置，能够实现自发电、安全预警以及延伸的测速、数据显示和声光报警等功能。本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的该自行车自发电安全预警装置，包括自发电单元、蓄电池单元和安全预警单元和微控制器；所述自发电单元包括发电机和带动机构，所述发电机通过固定件设置在自行车车轮一侧的车架上，所述带动机构通过自行车车轮带动，并带动发电机的联动轴转动，产生电力；所述蓄电池单元包括充放电电路和蓄电池，所述蓄电池与充放电电路电连接，所述充放电电路的充电输入端与发电机的电力输出端相联接，所述充放电电路的供电输出端与安全预警单元和微控制器的电源端相联接；[0008]所述安全预警单元包括自动预警尾灯和光强传感器，所述光强传感器的信号输出端与微控制器的信号输入端相联接，所述自动预警尾灯与微控制器电连接。进一步，所述装置还包括测速单元，所述测速单元包括测速传感器，所述测速传感器设置在靠近车轮一侧的车架上，所述测速传感器的信号输出端与微控制器的信号输入端相联接；进一步，所述装置还包括显示单元，所述显示单元包括显示屏，所述显示屏用于设置在自行车的车头位置，所述显示屏与微控制器电连接；进一步，所述安全预警单元还包括声光报警器，所述声光报警器与微控制器电连接；进一步，所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与微控制器电连接；进一步，所述装置还包括时间芯片及其外围电路，所述时间芯片与微控制器电连接；进一步，所述安全预警单元还包括照明前灯，所述照明前灯的电源输入端与充放电电路的供电输出端之间通过手动控制开关相联接；进一步，所述固定件为通过螺栓固定的支架。本实用新型的目的之二是通过在普通自行车上装备前述的自行车自发电安全预警装置来实现的。相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果1)本实用新型的装置通过利用发电机将自行车车轮转动产生的动能转化为电能， 来驱动相关器件进行工作，实现了多种功能，避免了能量的白白流失，符合现代社会低碳健康生活的要求，同时有利于人们选择更为环保的自行车来代替机动车出行；2)本装置通过设置安全预警单元，能够在光照不足的情况下通过微控制器自动点亮自动预警尾灯，还可以通过人工操作打开照明前灯，为黑暗环境下的安全行驶提供保障； 同时，本装置还设置有测速单元和显示单元，能够使驾驶人员随时了解到行驶距离和即时车速，便于控制驾驶状态，另外，在车速超过上限值时，安全预警单元还会通过声光报警器发出报警信号，提醒驾驶人员安全驾驶；3)本实用新型的装置结构简单、制造成本低廉、安装调试方便，性能稳定，可长期使用。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图1为自发电单元的安装状态示意图；图2为自动预警尾灯的结构示意图；[0025]图3为自行车自发电安全预警装置的安装状态示意图；图4为微控制器、显示单元及声光报警器的俯视示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1至图4所示，本实用新型的自行车自发电安全预警装置，适合与自行车配合使用，该装置包括自发电单元、蓄电池单元和安全预警单元和微控制器；其中，自发电单元包括发电机2和带动机构，发电机2通过固定件3设置在自行车车轮一侧的车架上(本实施例中，自发电单元安装在靠近后车轮一侧的车架上，事实上，该自发电单元可以为多个，还可以安装在前车架上或者同时安装在前、后车架上)，带动机构通过自行车车轮带动，并带动发电机2的联动轴转动，产生电力；本实施例中，固定件3采用螺栓固定的支架形式。蓄电池单元包括充放电电路和蓄电池4，蓄电池4与充放电电路电连接，充放电电路的充电输入端与发电机2的电力输出端相联接，充放电电路的供电输出端与安全预警单元和微控制器的电源端相联接；安全预警单元包括自动预警尾灯5和光强传感器，光强传感器的信号输出端与微控制器1的信号输入端相联接，自动预警尾灯5与微控制器1电连接。为便于在黑暗状态下看清路面，安全预警单元还包括照明前灯9，照明前灯9的电源输入端与充放电电路的供电输出端之间通过手动控制开关相联接。行驶中，只需要将手动控制开关打开，便可轻松实现路面照明。作为进一步的改进，本实施例中，本装置还包括测速单元、测温单元和时钟单元， 其中，测速单元包括测速传感器6，测速传感器6设置在靠近车轮10 —侧的车架上(本实施例中，该车轮为前车轮)，测速传感器6的信号输出端与微控制器1的信号输入端相联接；测温单元包括温度传感器，温度传感器的信号输出端与微控制器1电连接，将测得的环境温度及时传送至微控制器。时钟单元包括时间芯片及其外围电路，时间芯片与微控制器1电连接。为了便于将测得的数据以及时间等信息即时显示在驾驶者的视野范围内，本装置还包括显示单元，该显示单元包括设置在自行车的车头位置的显示屏7，显示屏7与微控制器1电连接。为进一步提高车辆行驶的安全性，本实施例中，安全预警单元还包括声光报警器 8，声光报警器8与微控制器1电连接。本实施例中，温度传感器和时钟芯片都可装载在包括了微控制器、显示屏和声光报警器的安装盒体中，整体结构更为紧凑美观。本装置在具体运行中可以分为以下步骤1)在自行车上装载好自行车发电及安全自预警系统；2)自行车行驶时，后车轮的转动带动了发电机的转子转动，从而发电机发出交变电流；3)在微控制器的控制下，发电机发出的交变电流在经过充放电电路的处理后，得到稳压直流电源，进而给电量较少的蓄电池充电，电量充足的蓄电池就作为系统其余模块的工作电源，在系统不需要工作时，充足电量的蓄电池也可卸载下来用于其它用途；4)微控制器分析处理自动预警尾灯传来的数据，当环境光照强度低于系统的预设值时(即光线过暗)，自动预警尾灯便在微控器的控制下，自动点亮，对环境发出警示；5)温度传感器和时钟芯片向微控制器传输数据，微控制器分析处理后，将温度信息和时间信息传输至显示屏并进行显示；6 )测速传感器向微控制器传输数据，微控制器分析处理后，对不同的车速，系统将做出不同的反应，当车速低于系统预设的最小值时，系统不会报警；车速介于系统预设的大值和小值之间时，系统仅发出光信号来实现弱报警；车速大于系统预设的最大值后，系统会发出声音和光的信号来实现强报警。另外，作为该装置的一种产业化应用，可以直接作为一种多功能自行车的组成部分，以多功能自行车的方式进行销售，这种多功能自行车也是本实用新型的保护内容之一。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.自行车自发电安全预警装置，其特征在于包括自发电单元、蓄电池单元和安全预警单元和微控制器；所述自发电单元包括发电机(2 )和带动机构，所述发电机(2 )通过固定件(3 )设置在自行车车轮一侧的车架上，所述带动机构通过自行车车轮带动，并带动发电机(2 )的联动轴转动，产生电力；所述蓄电池单元包括充放电电路和蓄电池(4)，所述蓄电池(4)与充放电电路电连接， 所述充放电电路的充电输入端与发电机(2)的电力输出端相联接，所述充放电电路的供电输出端与安全预警单元和微控制器的电源端相联接；所述安全预警单元包括自动预警尾灯(5)和光强传感器，所述光强传感器的信号输出端与微控制器(1)的信号输入端相联接，所述自动预警尾灯(5)与微控制器(1)电连接。
2.如权利要求1所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述装置还包括测速单元，所述测速单元包括测速传感器(6)，所述测速传感器(6)设置在靠近车轮一侧的车架上，所述测速传感器(6)的信号输出端与微控制器(1)的信号输入端相联接。
3.如权利要求1或2所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述装置还包括显示单元，所述显示单元包括显示屏(7)，所述显示屏(7)用于设置在自行车的车头位置并与微控制器(1)电连接。
4.如权利要求3所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述安全预警单元还包括声光报警器(8 )，所述声光报警器(8 )与微控制器(1)电连接。
5.如权利要求4所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与微控制器(1)电连接。
6.如权利要求5所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述装置还包括时间芯片及其外围电路，所述时间芯片与微控制器(1)电连接。
7.如权利要求1所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述安全预警单元还包括照明前灯(9)，所述照明前灯(9)的电源输入端与充放电电路的供电输出端之间通过手动控制开关相联接。
8.如权利要求1所述的自行车自发电安全预警装置，其特征在于所述固定件(3)为通过螺栓固定的支架。
9.多功能自行车，其特征在于装备有如权利要求1、2、5、6或7任一所述的自行车自发电安全预警装置。
10.多功能自行车，其特征在于装备有如权利要求3所述的自行车自发电安全预警装置。
专利摘要本实用新型公开了一种自行车自发电安全预警装置，包括自发电单元、蓄电池单元和安全预警单元和微控制器；自发电单元包括发电机和带动机构，所述发电机通过固定件设置在自行车车轮一侧的车架上，所述带动机构通过自行车车轮带动，并带动发电机的联动轴转动，产生电力；蓄电池单元包括充放电电路和蓄电池，所述安全预警单元包括自动预警尾灯和光强传感器，所述光强传感器的信号输出端与微控制器的信号输入端相联接，自动预警尾灯与微控制器电连接，本实用新型的装置结构简单、绿色环保、制造成本低廉、安装调试方便，性能稳定，可长期使用。
文档编号B62J3/00GK201932276SQ20102058262
公开日2011年8月17日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者余连凤, 傅成锦, 张开洪 申请人:重庆交通大学