专利名称：双模发电自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型及交通领域中的新型电动自行车，一种具有发电功能的电动自行车，该车更节能环保。
背景技术：
近年来，电动自行车得到快速发展，因为追求更远的航行距离，动力越来越强，速度越来越快,但由于电池是动力和速度的根本,相应的是体积越来越庞大,质量也越来越沉重，已经具有了摩托车的规模，这不但给搬动和存放都带来一定麻烦，更主要的是给道路交通制造了诸多安全隐患，而且明显的能源浪费，不符合节能减排的发展潮流。由于能源的危机，近年来国内外大力发展新能源汽车，其中一项最重要的改革就是发电电动一体机回收电能，以提高节能减排的效率，并且取得了一定效果。电动自行车能不能借鉴汽车改革的经 验，在行驶过程中，回收部分电能达到节能减排的效果呢？近年来，国内外的发明已经有所尝试。例如，我国专利ZL200620128260.8可发电电动自行车，是在电动车的前叉上安装小型发电机，另一专利ZL201020115968.6自发电电动自行车，是在电动车的中轴上安装增速发电机，这些发电自行车都是在驱动电机之外又增加了发电机设备装置，对于简单廉价的自行车来说，无论在结构上、在成本上都是一种浪费。2011年I月美国申请的电动车专利ELECTRIC BICYCLE DRIVE SYSTEM WITH REGENERATIVE CHARGING (US20I1/0001442 Al)，在前后轮上都使用了小型发电一电动机，该结构显然优于国内设计。不过按该专利所公开的技术信息，要获得较大电能和较高效率，还有一段改进的距离。让电动自行车发电，这是一个全新的概念和全新的技术课题，此前没有成功经验，需要我们大胆创新。
发明内容为了改变电动车因增大航行距离电池越来越沉重，车体越来越庞大的趋势，本实用新型公开了一种双模发电自行车，该车仅采用一套小型驱动系统，具有电动驱动和发电储能两种驱动模式，并且在电动驱动模式之外的脚踏骑行、滑行、下坡、刹车等所有过程中都能够发电充电，使小型蓄电池也可以实现超远的航行距离，既节约材料、节约能源，又能够带来更大的经济效益，改善交通状况。为了实现上述理想目标，本实用新型所采取的技术方案是在具有前后车轮及飞轮链传驱动系统的自行车上，增设有一套由发电电动盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统，并且该系统带有一套由控制一充电器和双模开关、加速开关构成的双模控制系统，从而形成双模发电自行车，其中，由盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统是可以安装在不同部位的独立驱动系统，该系统安装有两种结构方案其一是安装在后叉架上，其二是安装在前叉上，控制一充电器安装在保护罩内，双模开关的手动按钮安装在车把上，加速开关安装在加速转把上，蓄电池安装在车架上，飞轮安装在后轮上。由盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统虽然是一个独立系统，可以整体移动安装在车架的不同部位，但其两大部件盘式一体机和减速齿盘的结构及相互关系不能改变第一盘式一体机不设离合器，第二减速齿盘固定在车轮上，第三电机轮轮齿与减速齿盘始终良好啮合不能分开。当电动一发电驱动系统安装在后叉架上时，盘式一体机安装在后叉架的左侧，减速齿盘使用螺栓固定在后轮轮辐上，一旦后轮在后叉嘴上安装到位，减速齿盘与电机驱动齿轮之间就会良好啮合，此安装结构形成后驱式双模发电自行车；当电动一发电驱动系统安装在前叉上时，盘式一体机安装在前叉上，减速齿盘使用安装螺栓固定在前轮轮辐上，此安装结构形成前驱式双模发电自行车。由控制一充电器和双模开关、加速开关构成的双模控制系统中，控制一充电器由控制器和充电器两个相对独立又有联系的装置组成，控制器的电源输入端与蓄电池相连接，同时充电器的输出端经过电路保护与蓄电池相连接，控制器的功率输端与双模开关的常开相连接，且控制器的控制端与加速开关相连接，充电器的输入端与双模开关的常闭相连接，双模开关的刀端与盘式一体机相连接；双模开关的手动控制钮安装在车把上，加速开关安装在加速转把上，加速转把安装在车把上。双模
开关具有电驱行驶、发电充电两档驱动模式自然状态下控制器的功率输出端与双模开关的常开相连接，电驱模式被关闭，此时充电器的输入端与双模开关的常闭相连接，发电模式被打开，电流经充电器整流稳压后对蓄电池充电；当按下双模开关的手动按钮时，双模开关跳转，常开变常闭，常闭变常开，发电模式被关闭，而电驱模式被打开。双模开关具有手动和自动两种不同结构其中一种继电器式双投开关结构，是在蓄电池上加设一个DC - DC转换器，在转换器的输出端上连接双投触点继电器，并将连线引到车把上设置控制按钮，继电器的常开触点连接在控制器的功率输出上，继电器的常闭触点连接在充电器的电流输入上；另一种是不设控制按钮的自动式双投结构，该结构是在控制器上增设一个低压输出，将继电器直接连接在此低压输出上，继电器的常开常闭连接方式与前面的继电器方式相同，自然状态下电驱模式被关闭，发电模式被打开，当转动加速把启动电驱模式时，继电器电路被自动接通，常开常闭触点跳转发电模式被关闭，电驱模式被打开。减速齿盘根据车轮的不同结构，具有三种不同的结构形式其一是整体车轮式减速齿盘结构，即后轮的轮毂是一次压铸成型的一体化轮，在轮辐上设有安装螺孔，在减速齿盘上设有对应的安装孔，二者使用安装螺母固定连接；其二是花鼓车轮式减速齿盘结构，即后轮的轮毂是挂接车条式花鼓盘，后轮由分立件挂接车条构成，此时在后轮毂上设有挂接螺口，在减速齿盘的中心接口上设置相应的安装螺口，二者螺口配合固定连接；其三是轮圈式减速齿盘结构，减速齿盘上的齿圈改为内齿圈，这种内齿圈减速齿盘有嵌装式和连体式两种不同结构，嵌装式结构是在轮圈上设有配合子口，使用螺钉将独立的齿圈固定在子口上；连体式结构则不设单独的齿圈，齿圈和轮圈在制造时一体成型。无论发电一电动驱动系统安装在后叉架上，还是安装在前叉上，双模发电自行车的飞轮链传驱动系统的位置结构不能改变，即第一，轮盘和曲柄脚蹬安装在五通上，飞轮安装在后轮上，在轮盘和飞轮之间使用链条链接传动;第二，曲柄的长度较现在自行车、电动自行车标准长度加长，加长的长度在5%以上。后轮作为飞轮链传驱动系统的驱动轮，在包括轮胎在内的轮径小于12in时，飞轮链传系统增设速度补偿装置，速度补偿装置有三种不同的结构，其一是中间加速轮结构，其二是少齿数飞轮结构，其三是组合式结构，即中间加速轮结构结合少齿数飞轮结构。中间加速轮是一只同轴链轮，安装在五通和后轮之间的中间轴上，其中较少牙数的小链轮与轮盘之间使用前链条连接，其中较多牙数的大链轮与少齿数飞轮之间使用后链条连接；少齿数飞轮是不同于自行车、电动自行车通用飞轮的非标准飞轮，其飞轮最佳牙数是7 — 9牙。[0005]本实用新型改变了现有电动自行车的动力系统，改变了增大航程必定使电池和车体庞大笨重的恶果，使用180W小功率发电电动一体机和8Ah小容量电池，动力十足保证电动时速20km / h，同时快速骑行，轻松发电可在100W以上，创造了普通电动自行车无法达到的优良性能，一方面大大减轻了车体的重量，缩小了整车的体积，使得行驶平稳、安全可靠，同时又实现了增大航程的效果，既节约材料、节约能源，又使日益紧张的道路交通得到减压舒缓，一举多得。综上所述，本实用新型的积极意义十分明显。
以下结合附图
及实施例，对实用新型进一步说明。图I是实用新型提供的由发电电动盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统结构示意图。图2是电动一发电驱动系统形成后驱式双模发电自行车的结构示意图。图3是电动一发电驱动系统形成前驱式双模发电自行车的结构示意图。图4A是继电器双模开关式双模控制系统结构示意图。图4B是自动双模开关式双模控制系统结构示意图。图5A、图5B是整体式减速齿盘结构示意图。图6A、图6B是花鼓盘式减速齿盘结构示意图。图7A、图7B是轮圈式减速齿盘结构示意图。图8是组合速度补偿结构示意图图I中，6是后车轮,7是减速齿盘,2是盘式一体机，2C是电机轴,2D是电机轮，6A是后轮辐，6B是固定螺栓。图2中，104是后栋梁，105是后叉梁，9是畜电池，8是轮盘，8A是曲柄脚瞪，101是脚踏，K是手动按钮，12是加速转把，4是车把，100是车架，5是前轮。图3中，102是前叉，5A是螺栓，5B是前轮辐。图4A，11是控制一充电器，Σ是保护罩，IlA是控制器，IlB是充电器，12是加速开关，K是手动按钮，g、h是控制器电源输入端，m、η是控制器功率输出端，i、r是充电器电源输入端，P、q是充电器电源输出端，2是盘式一体机,9是蓄电池，+、一分别是蓄电池正负极，9A是DC-DC转换电路，J是双投继电器，Jl-1、J1-2是一路常开、常闭触点，J2-1、J2-2是另一路常开、常闭触点，图4B中，a、b是控制器低压输出端。图5A、图5B中，701是整体车轮式减速齿盘，7A是减速齿，7B是齿盘安装孔，6A是轮辐，6B1是安装螺孔。图6A、图6B中，702是花鼓车轮式减速齿盘，，7C是齿盘中心接口，7C1是安装螺口，6C是车条，6D是花鼓盘，6D1是挂接螺口。图7A、图7B中，6E是车圈，6E1是子口。图8中，305是飞轮，304是后链条，3B是大链轮，301是中间轴，3A是小链轮，303是ill链条，106是五通。
具体实施方式
[0025]如图I所示，就是在双模发电自行车上设置的一套由发电电动盘式一体机2及减速齿盘7构成的电动一发电驱动系统，这种发电电动盘式一体机2及减速齿盘7构成的电动一发电驱动系统是一套完整独立的驱动系统，由于该车具有一般自行车通用的前轮5、后轮6和链传驱动装置轮盘8、曲柄脚蹬8A，因此该电动一发电驱动系统可以安装在不同部位。具体说，该系统安装有两种结构方案其一是安装在在自行车后叉架的左侧，其二是安装在自行车的前叉上，但无论安装在哪个部位，其两大部件盘式一体机2和减速齿盘7的结构及相互关系不能改变，即第一盘式一体机不设离合器，第二减速齿盘固定在车轮上，第三电机轮2D轮齿与减速齿盘7始终良好啮合不能分开。图2是该电动一发电驱动系统安装在自行车后叉架左侧时形成的后驱式双模发电自行车的整体结构图，图3是该系统安装在自行车的前叉上时形成的前驱式双模发电自行车结构示意图。如图2所示的后驱式双模发电自行车，加速开关12安装在加速转把上，手动按钮K安装在车把4上，盘式一体机安装在由后叉梁105和后栋梁104构成的后叉架左侧上，减速齿盘使用安装螺栓6B固定在后轮轮辐6A上，当后轮6在后叉嘴上安装到位时，减速齿盘7与电机驱动齿轮2D之间良好啮合。如图3所示前驱式双模发电自行车，加速开关12和手动按钮K安装位置与后驱式完全相同，盘式一体机安装在前叉102上，减速齿盘使用安装螺栓固定在前轮轮辐5A上。如图4A所示的继电器双投开关式双模控制系统，该结构是在蓄电池上加设一个DC - DC转换器，该DC - DC转换器输出继电器线圈驱动的低电压，在转换器的输出端上连接双投触点继电器J，并将连线引到车把上设置控制按钮K，控制一充电器由控制器IlA和充电器IlB两个相对独立又有联系的装置组成，安装在保护罩Σ内，控制器的电源输入端g、h与蓄电池9相连接，同时充电器输出端p、q经过电路保护与蓄电池相连接，控制器的功率输出端m、n与继电器的常开Jl-1、J1-2相连接，且控制器的控制端s、t与加速开关12相连接，充电器的输入端i、r与继电器的常闭J1_2、J2_2相连接,双模开关的刀端与盘式一体机2相连接；双模开关的手动控制钮K安装在车把4上，加速开12关安装在加速转把上，加速转把安装在车把4上。双模开关具有电驱行驶、发电充电两档驱动模式自然状态下控制器的功率输出端与双模开关的常开相连接，电驱模式被关闭，此时充电器的输入端与双模开关的常闭相连接，发电模式被打开，此时脚踏行驶或滑行，电流经充电器整流稳压后对蓄电池充电；当按下双模开关的手动按钮K时，双模开关跳转，常开变常闭，常闭变常开，发电模式被关闭，而电驱模式被打开，此时电动车电驱行驶。如图4B所示的自动双投开关式双模控制系统，该结构是在控制器11上增设一个低压输出a、b，将继电器J直接连接在此低压输出上，继电器的常开常闭连接方式与前面的继电器方式相同，自然状态下电驱模式被关闭，发电模式被打开，当转动加速把启动电驱模式时，继电器电路被自动接通，常开常闭触点跳转发电模式被关闭，电驱模式被打开。如图5A、图5B所示的整体车轮式减速齿盘结构，后轮6的轮毂是一次压铸成型的一体化轮，在轮辐6A上设有安装螺孔6B1，在减速齿盘701上设有对应的安装孔7B，二者是用安装螺母6B固定连接。如图6A、图6B所示的花鼓车轮式减速齿盘结构，后轮的轮毂是挂接车条式花鼓盘，后轮由分立件挂接车条6C构成，此时在后轮毂6D上设有挂接螺口 6D1，在减速齿盘702的中心接口 7C上设置相应的安装螺口 7C1，二者螺口配合固定连接。[0032]如图7A、图7B所示的车圈式减速齿盘结构，减速齿盘上的齿圈7改为内齿圈，这种内齿圈减速齿盘有嵌装式和连体式两种制造结构，图7A是嵌装式减速轮盘结构，嵌装式在轮圈6E上具有配合子口 6E1，使用安装螺母6B将独立的齿圈6E固定在子口上；连体式则不单独制造齿圈，而是在轮圈6E上制造出齿圈7的结构，即齿圈和轮圈在制造时一体成型。如图8所示为组合式速度补偿结构示意图。无论发电一电动驱动系统安装在后叉架上，还是安装在前叉上，双模发电自行车的飞轮链传驱动系统的位置、结构不能改变，即第一，轮盘和曲柄脚蹬安装在五通上，飞轮安装在后轮上，在轮盘和飞轮之间使用链条链接传动；第二，曲柄8A的长度较现在自行车、电动自行车标准长度加长，其加长的长度在5%以上，当然，为了实现较大功率发电，减小脚踏驱动力，只要操作方便，结构合理，曲柄8A的长度可以增加得更长。后轮6作为飞轮链传驱动系统的驱动轮，在包括轮胎在内的轮径小于12in时，飞轮链传系统增设速度补偿装置，速度补偿装置有三种不同的结构，其一是中间加速轮3，其二是少齿数飞轮305，其三是中间加速轮3结合少齿数飞轮305。中间加速轮3是一只同轴链轮，安装在五通106和后轮之间的中间轴301上，其中较少牙数的小链轮3A与轮盘之间使用前链303条连接，其中较多牙数的大链轮3B与飞轮305之间使用后链条 304连接。少齿数飞轮是不同于自行车、电动自行车通用飞轮的非标准飞轮，其飞轮最佳牙数是7 — 9牙。
权利要求1.一种具有前后车轮及飞轮链传驱动系统的双模发电自行车，其特征在于该车增设有一套由发电电动盘式一体机(2)及减速齿盘(7)构成的电动一发电驱动系统,并且该系统带有一套由控制一充电器(11)和双模开关K、加速开关(12)构成的双模控制系统，其中，由盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统是可以安装在不同部位的独立驱动系统，该系统安装有两种结构方案其一是安装在后叉架上，其二是安装在前叉上；控制一充电器(11)安装在保护罩Σ内，双模开关的手动按钮K安装在车把(4)上，加速开关(12)安装在加速转把上，蓄电池(9)安装在车架(100)上，飞轮安装在后轮上。
2.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于由盘式一体机及减速齿盘构成的电动一发电驱动系统虽然是一个独立系统，可以整体移动安装在车架的不同部位，但其两大部件盘式一体机(2)和减速齿盘(7)的结构及相互关系不能改变这包括第一盘式一体机不设离合器，第二减速齿盘固定在车轮上，第三电机轮(2D)轮齿与减速齿盘始终良好啮合不能分开。
3.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于当电动一发电驱动系统安装在由后叉梁(105)和后栋梁(104)构成的后叉架上时，盘式一体机安装在后叉架的左侧，减速齿盘使用安装螺栓(6B)固定在后轮轮辐(6A)上，一旦后轮在后叉嘴上安装到位，减速齿盘与电机驱动齿轮之间就会良好啮合，此安装结构形成后驱式双模发电自行车；当电动一发电驱动系统安装在前叉(102)上时，盘式一体机安装在前叉上，减速齿盘使用螺栓(5A)固定在前轮轮辐(5B)上，此安装结构形成前驱式双模发电自行车。
4.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于由控制一充电器(11)和双模开关K、加速开关(12)构成的双模控制系统中，控制一充电器由控制器(IlA)和充电器(IlB)两个相对独立又有联系的装置组成，控制器的电源输入端g、h与蓄电池(9)相连接，同时充电器的输出端P、q经过电路保护与蓄电池相连接，控制器的功率输端m、η与双模开关的常开Jl 一 I、J2-1相连接，且控制器的控制端s、t与加速开关(12)相连接，充电器的输入端i、r与双模开关的常闭J2-l、J2-2相连接，双模开关的刀端与盘式一体机(2)相连接；双模开关的手动控制按钮K安装在车把(4)上，加速开关(12)安装在加速转把上，加速转把安装在车把(4)上。
5.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于双模开关具有电驱行驶、发电充电两档驱动模式自然状态下控制器的功率输出端m、n与双模开关的常开Jl - I、J2-1相连接，电驱模式被关闭，此时充电器的输入端i、r与双模开关的常闭J2-l、J2-2相连接，发电模式被打开，电流经充电器整流稳压后对蓄电池(9)充电；当按下双模开关的手动按钮K时，双模开关跳转，常开变常闭，常闭变常开，发电模式被关闭，而电驱模式被打开。
6.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于双模开关具有手动和自动两种不同结构其中一种继电器式双投开关结构，是在蓄电池(9)上加设一个DC — DC转换器(9A)，在转换器的输出端上连接双投触点继电器J，并将连线引到车把上设置控制手动按钮K，继电器的常开触点Jl - I、J2-1连接在控制器的功率输出m、η上，继电器的常闭触点J2-l、J2-2连接在充电器的电流输入i、r上；另一种是不设控制按钮K的自动式双投结构，该结构是在控制器上增设一个低压输出a、b，将继电器J直接连接在此低压输出上，继电器的常开常闭连接方式与前面的继电器方式相同，自然状态下电驱模式被关闭，发电模式被打开，当转动加速把启动电驱模式时，继电器电路被自动接通，常开常闭触点跳转发电模式被关闭，电驱模式被打开。
7.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于减速齿盘根据车轮的不同结构，具有三种不同的结构形式其一是整体车轮式减速齿盘结构，即后轮(6)的轮毂是一次压铸成型的一体化轮，在轮辐上设有安装螺孔(6B1)，在减速齿盘(701)上设有对应的安装孔(7B)，二者使用安装螺栓(6B)固定连接；其二是花鼓车轮式减速齿盘结构，即后轮(6)的轮毂是挂接车条式花鼓盘(6D)，后轮由分立件挂接车条(6C)构成，此时在后轮毂上设有挂接螺口(6D1 )，在减速齿盘(702)的中心接口(7C)上设置相应的安装螺口(7C1 )，二者螺口配合固定连接；其三是轮圈式减速齿盘结构，减速齿盘7上的齿圈改为内齿圈，这种内齿圈减速齿盘有嵌装式和连体式两种不同结构，嵌装式结构是在轮圈(6E)上设有配合子口(6E1)，使用安装螺栓(6B)将独立的齿圈(7)固定在子口上；连体式结构则不设单独的齿圈，齿圈(7)和轮圈(6E)在制造时一体成型。
8.如权利要求I所述的双模发电自行车，其特征在于所述发电一电动驱动系统，无论安装在后叉架上，还是安装在前叉上，双模发电自行车的飞轮链传驱动系统的位置、结构不能改变，即第一，轮盘和曲柄脚蹬安装在五通上，飞轮安装在后轮上，在轮盘和飞轮之间使用链条链接传动;第二，曲柄(8A)的长度较现在自行车、电动自行车标准长度加长，其加长的长度在5%以上。
9.如权利要求7所述的双模发电自行车，其特征在于所述后轮(6)作为飞轮链传驱动系统的驱动轮，在包括轮胎在内的轮径小于12in时，飞轮链传系统增设速度补偿装置，速度补偿装置有三种不同的结构，其一是中间加速轮(3)，其二是少齿数飞轮(305)，其三是中间加速轮(3)结合少齿数飞轮(305)。
10.如权利要求9所述的双模发电自行车，其特征在于所述中间加速轮(3)是一只同轴链轮，安装在五通(106)和后轮之间的中间轴(301)上，其中较少牙数的小链轮(3A)与轮盘之间使用前链(303 )条连接，其中较多牙数的大链轮(3B)与少齿数飞轮(305 )之间使用后链条(304)连接；少齿数飞轮是不同于自行车、电动自行车通用飞轮的非标准飞轮，其飞轮最佳牙数是7—9牙。
专利摘要一种具有前后车轮及链传驱动装置的双模发电自行车，该车增设有一套由发电电动盘式一体机及减速齿盘构成的电动－发电驱动系统，并且该系统带有一套由控制－充电器和双模开关、加速开关构成的双模控制系统，其中，电动－发电驱动系统是可以安装在不同部位的独立驱动系统，该系统安装有两种结构方案其一是安装在后叉架上，其二是安装在前叉上，控制－充电器安装在保护罩内，双模开关的手动按钮安装在车把上，加速开关安装在加速转把上，蓄电池安装在车架上。该车在驱动轮后轮轮径小于12in时，增设速度补偿装置。
文档编号B62M6/40GK202429320SQ201120467749
公开日2012年9月12日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者赵幼仪 申请人:赵幼仪