绿色辅助驱动自行车的制作方法

本发明涉及一种自行车，特别是一种利用风能和自行车下坡的动能来辅助驱动的自行车，减轻骑行者的劳累。

技术背景

环保出行工具有很多，如新能源汽车和电动自行车。目前，电动自行车基本上没有“自行”功能了，完全靠电动驱动。这些都不能算是真正意义上的绿色能源车，因为这些车都需要在电网上充电。本发明介绍的是一种真正的利用绿色能源、既健身有不累的自行车。

专利(申请号cn201810568268.3)介绍了一种新型的省力自行车。省力的方法是安装了液压装置。液压系统太过复杂，成本高，重量大，作为自行车不可取。专利(申请号cn201710014891.x)的风帆助力系统，能自动检测风向，并能调节风帆方向。仅借风行驶，不发电储存能量，无风时不能使用。专利(cn201810454556.6)公开了一种便携式自行车辅助动力装置，自行车上带电池，电机通过摩擦驱动自行车轮胎表面行驶。该装置不利用绿色能源，蓄电池要离线充电，相当于一个小型电动自行车。专利cn201810383382.9和cn201810358515.7介绍了自行车的发电装置。把永磁发电机安装在自行车后轮旁边，靠自行车后轮驱动发电机发电，产生的电不储存，直接供车载电器使用，如车灯，手机充电等。电机仅是发电，不当作电动机用，不能帮骑车人助力。

骑自行车时，我们会有这种感受：如果赶上顺风或者下坡，不用蹬自行车也走得飞快。甚至走得过快，骑车人还有拉刹车以降低速度。这是因为风能、人和车的重力势能转化为动能，自行车速度很快。刹车是以摩擦的形式消耗动能，从而降低速度。摩擦消耗的能量转化为刹车片的热量，白白地浪费掉了，可惜。本文所述的绿色辅助驱动自行车，就是要利用这些能量而提出的。

本文介绍的发明克服了现有技术的不足，充分利用绿色能源减轻骑车人劳累。风能和骑车下坡的动能被加以利用。能量多余时，发电储存起来；骑车费力时，蓄电池供电再利用，起助力作用。

技术实现要素：

本发明可以在现有自行车上进行改造。见图1，在现有自行车上主要添加蓄电池1、风帆2、弹簧3、电机4和驱动轮5。风帆2是一个由空心金属管或竹木制成的框架结构，结构中间是蹦紧的帆布。风帆2下端安装柄10插入与自行车车架7固定连接的接头9中，人手工拧紧手柄12，螺钉11压紧风帆安装柄10。风帆2与自行车7活动连接，很容易拆卸。有顺风时装上，无顺风时拆卸。风帆2下端的安装柄10可以在接头9中自由转动，骑车人可以随风向而调节风帆2的方向。

见图1，在自行车车架7上安装铰链13，电机安装板8的一端安装在铰链13上，另一端与弹簧连接。电机4安装在电机安装板8上，与电机4电枢轴18相连的有驱动轮5，驱动轮5在弹簧3的作用下压紧自行车后轮6轮胎。通过摩擦，自行车后轮6与电机驱动轮5互为驱动。顺风或下坡时，自行车速度比较快，自行车后轮6驱动电机4，电机作发电机使用，发出的电储存在蓄电池中。当上坡或逆风骑行时，自行车速度比较慢，电机启动，辅助驱动自行车后轮6轮胎，给骑车人助力。此时电机作电动机使用。

附图说明

图1为绿色辅助驱动自行车总体结构。

图2为实施例1的电路图。

图3为实施例2的电路图。

具体实施方式

实施例1

绿色辅助驱动自行车总体结构见图1，在现有自行车上主要添加蓄电池1、风帆2、弹簧3、电机4和驱动轮5。风帆2是一个空心金属管或竹木制成的框架结构，结构中间是蹦紧的帆布。风帆2下端安装柄10插入与自行车车架7固定连接的接头9中，人手工拧紧手柄12，螺钉11压紧风帆安装柄10。风帆2与自行车7活动连接，很容易拆卸。有顺风时装上，无顺风时拆卸。风帆2下端的安装柄10可以在接头9中自由转动，骑车人可以随风向而调节风帆2的方向。在自行车车架7上安装铰链13，电机安装板8的一端安装在铰链13上，另一端与弹簧3连接。电机4安装在电机安装板8上，驱动轮5与电机4上电枢轴18相连，驱动轮5在弹簧3的作用下压紧自行车后轮6轮胎。通过摩擦，自行车后轮6与电机驱动轮5互为驱动。

图1中主要电器元器件的连接方法有多种，其中一种连接图见图2。蓄电池1是一种可充放电的化学蓄电池。电机4由一个电枢18和两组励磁线圈17和19组成，线圈17与电枢18绕组并联，构成驱动回路。线圈19与电枢18绕组串联，构成发电回路。开关16是一种3位旋钮开关，一位为充电，一位为驱动，一位为断开。开关16安装在自行车把手容易手工操作的地方。自行车正常行驶时，开关16打在“断开”位置，整套电器系统不工作。当骑车下坡或顺风时，自行车速度比较快，把开关16拨到“发电”位，励磁线圈19和电枢18绕组接通，电机4为串联励磁的发电机，如果发出的电压高于蓄电池电压，发动机4给蓄电池1充电。当骑车上坡或逆风时，自行车速度比较慢，把开关16拨到“驱动”位，励磁线圈17和电枢18绕组接通，电机4为并联励磁的电动机。此时因为自行车速度比较慢，蓄电池1的电压高于电机4的电压，电机4的电枢18输出扭矩，驱动驱动轮5，驱动轮5通过摩擦力驱动自行车后轮6上的轮胎，给骑车人减轻负荷。

实施例2

绿色辅助驱动自行车总体结构见图1，其结构安装方式与实施例1相同。不同的是，电器元器件的另一种连接方法，见图3。电机4为永磁直流电机，只有一个电枢18。开关20是一种2位旋钮开关，一位为断口，一位为接通。开关20安装在自行车把手容易手工操作的地方。自行车正常行驶时，开关20打在“断开”位置，整套电器系统不工作。当骑车下坡或顺风时，自行车速度比较快，把开关20拨到“接通”位。由于速度高，电机4发出的电压比较大。如果其电压高于蓄电池电压，电机4成为发动机，给蓄电池充电。如果发出的电压比蓄电池电压低，电机4会还是会成为电动机。当骑车上坡或逆风时，自行车速度比较慢，把开关16拨到“驱动”位。由于速度低，电机4发出的电压会比较低，如果低于蓄电池1的电压，此时电机4成为电动机，电枢18驱动驱动轮5，驱动轮5驱动自行车后轮6。

技术特征：

技术总结
绿色辅助驱动自行车。在普通自行车上安装一个电机(4)、蓄电池(1)和风帆(2)，电机轴上安装驱动轮(5)，驱动轮(5)再弹簧(3)的作用下，压紧自行车后轮(6)轮胎表面。通过驱动轮(5)和自行车后轮(6)轮胎之间摩擦，自行车后轮(6)与电机驱动轮(5)互为驱动与被驱动。在无顺风和水平道路上行驶，就像普通自行车一样骑行，电机(4)不工作。在顺风或下坡时，由于风能和重力势能的作用，自行车速度比较快，电机(4)发电，把机械能转化为电能，并储存在蓄电池(1)中。当遇上逆风或上坡时，蹬车感觉费力，这时骑车人接通辅助驱动按钮，蓄电池(1)给电机(4)供电，电机(4)驱动自行车后轮(6)，使骑车人蹬车轻松些。蓄电池(1)平时不需要充电，行车过程中利用大自然的能量，储存于转换。骑这种自行车，既有利于健康，又不至于太累。

技术研发人员：边永祺
受保护的技术使用者：边永祺
技术研发日：2018.10.15
技术公布日：2018.12.18