一种安装有太阳能板的自行车的制作方法

本实用新型涉及一种自行车，尤其是安装有太阳能板的自行车。

背景技术：

作为传统的自行车大国，我国居民自行车保有率非常之高。据一份统计显示，目前中国自行车保有量有3.7亿辆之多。而且，随着人们环保观念的逐步深入以及城市交通拥堵问题的日益严重，自行车数量将来有进一步增加的趋势。

近年来，随着锂电池技术的不断提高，电池体积不断减小而电池容量却不断提高，电动助力车最近几年也崭露头角。目前，据统计显示，中国电动自行车的保有量也已高达1.8亿辆之多。

另外，随着自行车功能的增加，在自行车上会加装诸如车灯和电子车锁等电子设备。这些设备如若都从车载锂电池取电，则造成电池负载过高而过快耗尽；而如果通过用户蹬车而人力发电，则一方面给用户增加了负担，另一方面在用户不骑车的期间，电子设备无法取电而不能发挥例如通信等功能。

为了应对这一情况，现有技术中提供了在自行车上加装太阳能板的方案。例如在授权公告号为CN201932294U的一篇实用新型专利的文献中公开了在自行车的前后轮圈内、横梁上以及车筐开口处分别设有光伏电池板，通过这些电池板产生的电能经由导线全部进入蓄电池中。在上述方案中，设置在车筐开口处的光伏电池板被形成为车筐盖的形状，这样在平时车辆停放状态下，若用户在上次骑行后拿走车筐内物品而忘记扣上车筐盖的情况下，就会存在太阳光无法照到车筐盖上的光伏电池板的缺陷。另外，虽然在说明书中并未详尽说明，但是根据其附图的记载，可知从光伏电池板延伸出来的导线全部通过明线方式被引导至蓄电池，这样，在自行车常年放在户外的情况下很容易导致导线保护层老化，从而存在维护费用增加的问题。

技术实现要素：

本实用新型正是为了解决上述现有技术中存在的缺陷而完成，其目的在于提供一种能够降低维护成本的安装有太阳能板的自行车。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种安装有太阳能板的自行车，其包括车架以及安装在所述车架上的车筐，所述太阳能板被安装在所述车筐上，从所述太阳能板延伸出的电线穿入所述车架内的空腔，并且从所述车架内的空腔中向外穿出与所述车架外部的用电装置连接。

可选地，所述车架包括头管，并且至少包括与所述头管连接的上管和/或下管，所述电线穿过所述头管而进入所述上管和/或所述下管。

可选地，所述用电装置包括电子锁，所述电子锁被安装在所述车架上。

可选地，所述上管被成型为S形，并延伸到自行车的尾部，所述自行车还包括安装架，所述安装架固定连接在所述上管的延伸到所述尾部的部分上，所述用电装置经由所述安装架而被安装在所述上管上。

可选地，所述安装架为中空结构，所述安装架的空腔在所述安装架与所述上管固定处与所述上管的空腔连通，所述电线从所述上管的空腔进入所述安装架的空腔。

可选地，所述电线包括从所述太阳能板延伸出的第一电线部分以及穿入所述车架的第二电线部分，所述第一电线部分和所述第二电线部分的接头处于所述车架外部，并且所述接头外部套有套管。

可选地，所述电线还包括与所述用电装置连接的第三电线部分，所述第二电线部分在所述车架内或者在所述车架外与所述第三电线部分连接。

可选地，所述太阳能板在受光面相反的面上设有用于将其产生的电流导出的端子盒，所述太阳能板被安装在车筐内的底面上，并且所述端子盒从所述车筐的底部向下凸出。

可选地，所述太阳能板经由安装板而被安装在所述车筐上，所述安装板上形成有对应于所述端子盒的缺口。

可选地，所述电子锁包括电池单元、控制器、及用于唤醒所述控制器从休眠模式切换至工作模式的唤醒模块；

所述太阳能板延伸出的电线与所述电子锁的电池单元连接，以通过所述太阳能板为所述电池单元充电；

所述电池单元与所述控制器和所述唤醒模块供电连接；

所述唤醒模块与所述控制器连接，以向所述控制器输出唤醒信号。

可选地，所述唤醒模块包括蓝牙模块、短信模块、定时模块、重力感应模块中的至少一种。

可选地，所述唤醒模块包括蓝牙模块、短信模块、定时模块和重力感应模块，每一种类的唤醒模块的唤醒信号输出端与所述控制器的不同端口连接。

可选地，所述唤醒模块包括重力感应模块；

所述电子锁还包括报警提示装置，所述报警提示装置与所述控制器连接，所述控制器被设置为根据所述重力感应模块输出的所述唤醒信号启动所述报警提示装置输出报警提示信号。

所述电子锁包括电池单元、及均由所述电池单元供电的控制器和显示屏，所述显示屏与所述控制器连接。

本实用新型的一个有益效果在于，根据本实用新型自行车的太阳能板延伸出的电线主要在车架的空腔内进行走线，因此能够防止电线老化损坏，进而能够降低自行车的维护成本。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型的自行车的侧视图。

图2是本实用新型的自行车上所安装的电子锁的立体图。

图3是表示本实用新型的自行车上所安装的太阳能板与电子锁的连接关系的示意图。

图4是表示本实用新型的自行车上的太阳能板与车筐的连接关系的爆炸视图。

图5是本实用新型的自行车的车架前部的局部剖视图。

图6是本实用新型的自行车的车架后部的局部剖视图。

图7是本实用新型实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图；

图8是本实用新型另一实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图；

图9是本实用新型第三实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图。

具体实施方式

下面参考附图，基于具体实施方式来详细描述本实用新型。为了清楚起见，本文没有具体描述本领域技术人员公知的部件或结构。另外，尽管结合特定实施方式对本实用新型进行描述，但应理解，该描述并不旨在将本实用新型限制于所描述的实施方式。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本实用新型的精神和范围内的替换、改进和等同方案。这里所说的“连接”包括螺栓连接、铆接、焊接、插接、齿轮连接等任何通用的连接方式，并根据不同的情况，除了物理连接方式之外还包括信号连接等方式，而且包括直接连接和经由其他部件连接的情况。另外，这里所提及的自行车不仅包括两轮自行车，也包括三轮以上的自行车，并且除了靠人力驱动的自行车外，还包括带有助力以及完全靠电能和化学能等动力驱动的自行车。

[自行车结构的说明]

图1是本实用新型的自行车的侧视图。本实用新型的自行车1包括：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成的导向系统；由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成的驱动系统；以及由车闸部件组成的制动系统等。通常，自行车的车架包括前叉11、上管12、下管13、座管14、后上叉15和后下叉16等，其中，上管12、下管13、座管14、后上叉15和后下叉16通常被相互焊接而形成接近菱形，另外，在上管12和下管13交叉处焊接有头管17，前叉11被可转动地插入头管17，并与车把焊接，从而能够进行方向控制。

在本实用新型的例子中，如图1所示，上管12被成型为基本“S”形，即上管12具有两个朝相反方向弯曲的弧段，上管12的一端与头管17连接，并在车辆的大致中央部分(第一个弧段的较低位置)分别与下管13和座管14连接，而且在自行车的尾部(自行车的位于座管14后方的部分)上扬并逐渐从圆管状变为扁平管状，形成自行车的后挡泥板(第二个弧段)。另外，在车前部，为了用户放置行李等而在头管上焊接有车筐2，并且在车尾部设置有用于防盗以及定位等的电子锁3。

这里，需要注意的是，本实用新型的实施例中所采用的非传统形状的自行车仅仅是一个例子，市场上销售的传统的自行车也同样能够实现本实用新型的目的。

[电子锁3的说明]

下面，结合图2和图3对本实用新型的实施例中所采用的电子锁3进行简单的说明。

图2是电子锁3的立体图。本实施例的电子锁3为马蹄形锁，其外壳31整体被形成为马蹄形，具有锁本体部和从所述锁本体部的左右两侧分别延伸而出、形成所述大致C字形的锁口的侧臂部。在上述侧臂部中的一个侧臂上设置有锁销把手34以及锁销。在图中，由于电子锁3处于开锁状态，因此，锁销退回到侧臂中而没有显示。该锁销例如可以由用户通过手持终端上安装的App等经由设置在电子锁3内部的未图示的机电控制机构控制开锁，并且通过用户拨动锁销把手35而进行上锁。

图7是本实用新型实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图。

根据图7所示，电子锁3可以包括电池单元320、控制器310、通信模块340和GPS模块350。

太阳能板4延伸出的电线8与电子锁3的电池单元320连接，以为电池单元320充电。

进一步地，本实施例的电子锁还可以包括充电控制器330，以使太阳能板4经由该充电控制器330为电池单元320充电。

该充电控制器330可以被设置为根据充电单元320的电压高低调节充电电流，及对充电单元320进行过充、过放保护等。

控制器310例如可以是微控制器(MCU)。

GPS模块350可以与控制器310连接。

在该实施例中，可以在电子锁3的上部设置定位模块安装部，并在该部位安装如图2所示的GPS保护盖32，以在定位模块安装部与GPS保护盖32之间的腔体中收容GPS模块350，用来对车辆进行定位等操作。

通信模块340与控制器310连接，该通信模块340可以用来与用户手持终端或云端服务器进行通信。

另外，可以在该GPS保护盖33上设置如图2所示的状态指示灯33，以通过闪烁的方式对用户通知电子锁3的状态，并且也可以贴有二维码以便进行例如租车等操作。

以上电池单元320用以对上述GPS模块350、通信模块340、状态指示灯33、以及机电控制机构等用电装置进行供电。

另外，在下面还将详细叙述，该电池单元320的导线例如在电子锁3的外壳31的适当位置上被导出到电子锁3外部，并与太阳能板4延伸出的电线连接，从而通过太阳能板进行充电。

图8是本实用新型另一实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图。

根据图8所示，电子锁3可以包括电池单元320、及均由电池单元320供电的控制器310和唤醒模块360。

基于节省能耗、提高自行车续航能力的设计，本实用新型实施例一方面设置太阳能板4为电池单元320充电，另一方面可以设置控制器310在通常情况下处于休眠模式。

控制器310在休眠模式下，外部晶振停振，控制器310的中央处理器、定时器、及串行口等全部停止工作，此时，可以只有外部中断继续工作。因此，可以通过设置控制器310为休眠模式来降低能耗。

对应控制器的休眠设置，本实施例的电子锁3还包括用于唤醒控制器310从休眠模式切换至工作模式的唤醒模块360。

该唤醒模块360被设置为根据检测到的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号。

在一个例子中，该唤醒信号根据控制器310的唤醒方式可以包括触发外部中断的信号。

对应地，控制器310的接收唤醒信号的端口可以是休眠模式下接收外部中断的I/O端口。

在另一个例子中，该唤醒信号根据控制器310的唤醒方式可以包括触发外部复位的信号等。

对应地，控制器310的接收唤醒信号的端口可以包括复位端口等。

该唤醒模块360可以包括蓝牙模块、短信模块、定时模块、重力感应模块中的至少一种。

蓝牙模块可以被设置为根据蓝牙配对连接的唤醒事件向控制器输出唤醒信号。

该蓝牙配对连接可以由手机等移动终端触发。

例如，用户通过手机的蓝牙模块与电子锁3的蓝牙模块建立蓝牙配对连接，以向电子锁发送解锁密码等数据。此时，电子锁的蓝牙模块可根据该蓝牙配对连接的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号，进而唤醒控制器310读取手机发送的解锁密码等数据，并执行对应的解锁等操作。

短信模块被设置为根据接收到短信的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号。

短信模块可以包括GSM模块，短信模块通过SIM卡便可与手机等移动终端、及后台服务器进行通信。

例如，用户在通过手机扫描自行车的二维码，并将二维码携带的信息发送至后台服务器后，服务器可以通过向该自行车的电子锁3的短信模块发送短信的方式，向电子锁3发送解锁密码等数据。此时，电子锁的短信模块可根据接收到短信的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号，进而唤醒控制器310读取后台服务器直接发送的解锁密码等数据，并执行对应的解锁等操作。

定时模块可以被设置为根据唤醒周期到时的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号。

例如，定时模块可以根据设定的周期唤醒控制器310，以触发控制器310发起周期性业务。

重力感应模块可以被设置为根据感应到摇晃的唤醒事件向控制器310输出唤醒信号。

重力感应模块包括重力传感器，其可以根据重力变化(对应摇晃的唤醒事件)输出变化的电信号(唤醒信号)，进而触发控制器310唤醒。

在唤醒模块包括重力感应模块的实施例中，该电子锁还可以进一步包括报警提示装置(图中未示出)。

该报警提示装置与控制器310连接，以使得控制器310能够根据重力感应模块输出的唤醒信号启动报警提示装置输出报警提示信号，进而起到防盗的作用。

该报警提示装置包括灯光提示装置、声音提示装置、振动提示装置中的至少一种。

在唤醒模块360包括蓝牙模块、短信模块、定时模块、重力感应模块中的至少两种(例如包括全部)的实施例中，每一类型的唤醒模块的唤醒信号输出端与控制器310的不同端口连接。

图9是本实用新型第三实施例的电子锁的内部电路结构的原理框图。

根据图8所示，电子锁3可以包括电池单元320、及均由电池单元320供电的控制器310和显示屏370。

显示屏370通过电子锁3的外壳31向外露出。

显示屏370与控制器310连接，以显示控制器310存储的信息，和/或显示控制器310通过以上通信模块340与云端服务器建立连接所获得的信息等。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

[电子锁3与太阳能板4的连接结构]

下面，结合图3～图6来说明电子锁3与太阳能板4的连接结构。

图3是表示本实用新型的自行车上所安装的太阳能板4与电子锁3的连接关系的示意图。这里，太阳能板又称作太阳能电池组件，其是由若干个单体太阳能电池串、并联连接并进行严密封装而成的组件。太阳能电池的工作原理简单描述如下：在每个太阳能电池中，太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。通过将各个单体太阳能电池所形成的电流汇集从而产生足够电子锁3工作的电流，并且通过设置在太阳能板4下部即与太阳光受光面相反面上的端子盒集中将该电流提供给电子锁3。

图4是表示本实用新型的自行车1上的太阳能板4与车筐3的连接关系的爆炸视图。如图4所示，车筐3大致为长方体，其中除了顶部的面开放以外，其余的5个面(4个侧面和1个底面)由例如金属网等封闭，以能够承载物品。车筐3在一个侧面上与车架的头管固定连接。这里为了保证车筐3与车体连接的足够稳定而采取焊接方式，但也可以通过诸如螺栓等方式连接。另外，在本例中，车筐3与头管焊接，因此当用户搬动车把而转向时，车筐3与车体保持静止，但是也可以采用传统方式将车筐底面通过支承杆而支承在前轴上，后部的侧面与前叉上端的轴部连接，从而在自行车转向时候，车筐一同旋转。

在车筐的底部固定有两块用于安装太阳能板4的安装板5a和5b，该安装板5a和5b之间隔开一定的空隙而安装，以便设置在太阳能板4下部的端子盒6在太阳能板4被安装到安装板5a和5b上的情况下能够穿过该空隙而延伸到车筐下部。另外，从端子盒6伸出的电线穿过套管7后插入车架中，从而车架外部的电线部分得到套管7的保护而避免老化等。

另外，在本例中假设采用两块安装板来安装太阳能板4，但是也可以采用安装一块安装板并在端子盒6对应的位置上开孔的结构，或者不借由安装板而将太阳能板直接固定在车筐上的结构。此外，这里，为了最大限度获得太阳能而将太阳能板安装在车筐的底面上，另外也可以如背景技术那样将太阳能板设为车筐盖的形式，或者设置在其余的4个周面上。

如上述那样将太阳能板安装到车筐上之后，即可以开始进行电线的连接。图5是本实用新型的自行车的车架前部的局部剖视图。其中，从端子盒6伸出的电线8经由套管7而被插入头管17，并在头管17中绕过前叉11在前叉11和头管17之间的间隙穿行后穿出头管17并进入上管12。这里，为了太阳能板4更换方便，而将电线8设为8a和8b两部分，其中电线8a是从端子盒6伸出的部分，电线8b是在车架中穿行的部分，电线8a和8b的接头被设置在套管7中。这样，在太阳能板4或者端子盒6因为损坏而需要更换的情况下，不必将电线8整体从车架抽出，而仅仅将电线8a和8b的接头拔开而进行更换即可。

如上所述，电线8b在车架(本例中为上管12)中穿行，然后从车架内的空腔中向外穿出与电子锁3连接，例如在电子锁3附近从车架中穿出。

图6是本实用新型的自行车的车架后部的局部剖视图。如图6所示，电线8b在上管12中穿行到自行车的尾部，即上管12的形成后挡泥板的部分。在此处设有用于安装电子锁3的安装架18，该安装架18一端被固定在座管14上，另一端被固定在上管12上。该安装架18为中空结构，上述电线8b从上管12穿出后穿入该安装架18的空腔中，并从设置在安装架18上的孔中穿出从而连接到电子锁13。

这里，采用将安装架18设为中空，并且将电线在安装架18中穿行的结构，但是安装架18也可以设为没有空腔的结构，电线8从上管12穿出后沿着安装架18上行，并与电子锁3连接。

另外，这里，如图3所示，电线例如通过在电子锁3的后部(即被安30装到安装架18的面上)与之连接。另外，与上述同样的原理，为了电子锁13维修更换的方便，也可以将从电子锁3伸出的电线设为单独的部分即8c，并且与电线8b在电子锁3附近连接。这里，如图7所示，电线8c和电线8b的接头被设置在上管12中，但也可以将接头设置在中空结构的安装架18中，或者在安装架18并非中空结构的情况下，将接头设置在与电子锁3隔着安装架18的相反一侧，并且在该情况下也可以在接头部分套上套管。

以上参照上述各实施方式说明了本实用新型，但本实用新型并非限定于上述的各实施方式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的方案，也包含在本实用新型范围内。另外，还可以基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式中的组合和处理顺序，或者对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本实用新型的范围内。

例如，这里，以电子锁3作为用电装置的例子来说明了与太阳能板4连接的方案，但电子锁3仅仅是一个例子，只要能够应用本实用新型的布线方式，也可以将太阳能板4与例如车灯、充电电池、手机等其他用电装置连接。

另外，这里，自行车1采用了特殊的结构，因此只有上管12与头管17连接，从而从太阳能板4延伸出的电线经由头管17而穿入上管12。但是，自行车1的结构不限定于此，在上管12和下管13均与头管17连接，或者仅仅下管13与头管17连接的情况下，从太阳能板4延伸出的电线也可以经由头管17而穿入下管13，或者也可以分为两股而分别穿入上管12或下管13，从而分别与不同的用电装置连接。

本实用新型虽然已详细描述了各种概念，但本领域技术人员可以理解，对于那些概念的各种修改和替代在本实用新型公开的整体教导的精神下是可以实现的。本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本实用新型。可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本实用新型的范围，本实用新型的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。