一种能量回收再利用的液压传动自行车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压传动领域，自行车避震器能量回收和再利用技术，自行车下坡减速和制动能量回收和再利用技术。
【背景技术】
[0002]现有自行车大都是机械传动自行车，虽然结构简单，但在能量回收再利用方面存在很大不足。
[0003]液压传动有着传动平稳，噪音小，效率高等优点;基于液压传动的优点发明了液压传动自行车，并结合能量回收技术，充分回收和再利用自行车在行驶过程中的振动能量和下坡时减速制动能量，从而提高自行车的做功效率，减少骑行者的能量消耗。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种能量回收再利用的液压传动自行车，目的在于提高自行车的做功效率，减少骑行者的能量消耗。
[0005]—种能量回收再利用的液压传动自行车和一般自行车结构类似，它是把现有自行车的链传动变为液压传动，本发明自行车的液压传动系统包括液压驱动系统，减震液压系统，减速制动能量回收液压系统。
[0006]上述一种能量回收再利用的液压传动自行车，所述液压驱动系统包括液压栗、单向阀、液压马达、液压油箱、液压管路及管接头等;液压栗装在脚蹬轴上，通过脚蹬带动液压栗工作，把骑行者体能变为液压能，并通过液压管路及单向阀驱动液压马达转动;液压马达再通过单向离合器驱动自行车后轮转动，从而给自行车提供所需驱动力，单向离合器作用是只保证液压马达给后轮提供驱动力，避免后轮驱动液压马达而消耗能量。
[0007]上述一种能量回收再利用的液压传动自行车，所述减震系统包括避震器、4个单向阀、顺序阀、液压油箱、液压管路及管接头等;为了回收和再利用自行车在行驶过程中的振动能量，本发明使用双作用液压缸来作为自行车的避震器，利用液压控制回路来进行震动能量回收和再利用。
[0008]避震器由双作用液压缸和缓冲弹簧组成，缓冲弹簧装在双作用液压缸内部，通过活塞来承受作用在活塞杆上的作用力，使减震弹簧起到缓冲和承受减震载荷作用;双作用液压缸上腔和下腔分别通过2个单向阀来控制液压油的进出，在避震器工作过程中，活塞下行时，液压缸上腔与液压油箱相连的单向阀接通，与顺序阀相连的单向阀关闭，液压油在大气压力作用下给上腔补液压油;液压缸下腔与液压油箱相连的单向阀关闭，与顺序阀相连的单向阀接通，液压油流入减震液压系统中，随着活塞下移，减震液压系统中油液压力不断升高，当油液压力大于顺序阀调定压力时，顺序阀打开，高压的液压油通过液压管道进入液压马达，驱动液压马达转动，从而节省骑行者体力；同样的原理，当避震器活塞上移时，液压缸下腔通过单向阀从液压油箱补油，液压缸上腔的液压油通过单向阀供给减震液压系统中，当减震液压系统中油液压力大于顺序阀调定压力时，顺序阀开启，高压油供给液压马达，驱动液压马达转动;这样，随着避震器活塞不断往复运动，就把作用在避震器上的振动能量转化为液压油的压力能，并通过顺序阀来控制液压油压力大小，再通过液压马达及控制回路，把液压能转换成自行车动能，从而来实现能量的回收和再利用，节省骑行者体能。
[0009]上述一种能量回收再利用的液压传动自行车，所述减速制动液压系统包括制动液压栗、单向阀、液控单向阀、液压储能器、液压油箱、液压管路及管接头等;为了回收和再利用自行车在减速制动过程中的能量，本发明使用制动液压栗和液压储能器及控制回路来回收和再利用减速制动能量。
[0010]制动液压栗通过离合器与车轮相连接，在正常骑行时，离合器把制动液压栗和车轮分离，在需要减速制动时，通过控制机构使离合器结合，这样制动液压栗就和车轮轴结合在一起，从而带动制动液压栗工作，把自行车的动能转变为液压能储存到液压储能器中，当上坡或骑行阻力比较大的时侯，液压系统压力升高，把液控单向阀打开，液压储能器中的高压油就通过液控单向阀流向液压马达，驱动液压马达旋转，从而给后轮提供更大的驱动力，以节省骑行者体力，同时，由于制动液压栗不断栗油，液压储能器油压越来越高，车轮上的制动力会越来越大，车速会不断减小，这样，自行车的动能就转化为液压油的液压能，实现了能量的回收和再利用；同时也减少了自行车制动器的磨损，提高制动器的使用寿命。
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本发明进行说明。
[0012]附图是本发明总体布置原理示意图。
[0013]附图各标号为:1-----液压油栗(装在脚蹬轴上)，2—单向阀一，3—液压马达(通过单向离合器装在后轮轴上)，4一液压储能器，5—制动液压栗(通过离合器与车轮轴相连)，6—单向阀二，7—液控单向阀，8—液压油箱，9 一避震器，1—单向阀三，11 一单向阀四，12—单向阀五，13—单向阀六，14一顺序阀。
【具体实施方式】
[0014]参看附图，各液压元件的作用及连接关系是:液压油栗(I)装在自行车脚蹬轴上，实现机械能转变为液压能，单向阀一(2)是保证液压油栗向液压系统供油，防止液压油回流，液压马达(3)通过单向离合器装在后轮轴上，实现液压能转变为机械能，从而带动后轮转动，液压储能器(4)储存制动液压栗(5)产生的液压能，制动液压栗(5)通过离合器装在车轮轴上，在自行车减速制动时把自行车动能转变为液压能，单向阀二 (6)是保证制动液压栗
(5)向液压储能器供油，防止液压油倒流，液控单向阀(7)是实现在自行车上坡或负载较大时把液压储能器(4)中的高压油供给液压马达(3)，来实现能量转换和助力的作用，液压油箱(8)用于向液压系统供给和回收液压油，单向阀三(10)用于实现避震器(9)活塞上移时向减震液压系统供油，单向阀四(11)用于实现避震器(9)上腔从液压油箱补油，单向阀五(12)用于实现避震器活塞下移时向减振液压系统供压力油，单向阀六(13)是实现避震器(9)下腔从液压油箱补油，顺序阀(14)是用于实现调节减震液压系统压力大小。
[0015]参看附图，液压驱动系统包括:液压油栗(1)、单向阀一(2)、液压马达(3)、液压油箱(8)、液压管路及管接头。
[0016]参看附图，减震液压系统组成包括:避震器(9)、单向阀三(10)、单向阀四(11)、单向阀五(12)、单向阀六(13)、顺序阀(14)、液压油箱(8)、液压管路及管接头。
[0017]参看附图，减速制动液压系统包括:制动液压栗(5)、单向阀二( 6 )、液控单向阀
(7)、液压储能器(4)、液压油箱(8)、液压管路及管接头。
[0018]参看附图，本发明的液压自行车工作原理是:骑行者通过脚蹬踏板带动液压油栗
(I)栗油，实现机械能向液压能的转变，并通过单向阀一(2)向液压马达(3)提供压力油，液压马达(3)再把液压能转变为转动的机械能，通过单向离合器带动后轮转动，给后轮提供驱动力，单向离合器作用是防止后轮带动液压马达(3)反转。
[0019]参看附图，本发明的避震器能量回收再利用原理是:在骑行过程中，作用在避震器上的振动能量带动避震器活塞做上下往复运动，避震器内部装有缓冲弹簧，起到承载和缓冲作用，以减小骑行者的震动和冲击，提高舒适性;避震器上腔和下腔中的液压油在活塞做往复运动中分别通过单向阀三(10)和单向阀五(12)向减震液压系统提供压力油，同时通过单向阀四(11)和单向阀六(13)从液压油箱分别向避震器上腔和下腔补油，用于实现避震器连续不断向减振液压系统供压力油，减震液压系统液压油压力大小有顺序阀(14)调节控制，当减震液压系统液压油压力大于顺序阀(14)调定压力时，减震系统的高压油通过顺序阀供给液压马达(3)，带动液压马达(3)转动，把液压能变为机械能，给后轮提供驱动力，从而实现振动能量的转变和再利用。
[0020]参看附图，本发明的自行车减速制动能量回收再利用原理是:自行车在下坡或需要减速时，通过操纵制动液压栗(5)的离合器，使制动液压栗(5)与车轮轴结合，车轮带动制动液压栗(5)工作，制动液压栗从液压油箱不断吸油，并把自行车的动能转变为液压能，通过单向阀二(6)储存到液压储能器(4)中；随着液压储能器(4)储存液压油的增多，液压油压力越来越高，制动液压栗(5)产生的制动力就越来越大，自行车减速度会越来越大，从而使自行车减速和制动性能提高，也实现了自行车动能向液压能的转变；当自行车上坡或负载较大时，骑行者脚蹬力量加大，液压栗(I)产生液压油压力会增大，当液压油压力达到一定值时，就把液控单向阀(7)打开，液压储能器(4)中的高压油通过液控单向阀(7)供给液压马达(3)，带动液压马达(3)转动，通过单向离合器给后轮提供驱动力，实现液压能向机械能的转变;从而实现了自行车减速制动时，自行车动能的能量转换与再利用。同时也减少了自行车制动器的磨损，提高了制动器的使用寿命。
【主权项】
1.一种能量回收再利用的液压传动自行车，其特征是，它包括液压驱动系统、减震能量回收液压系统、减速制动能量回收液压系统;所述液压驱动系统包括液压油栗(I)、单向阀一(2)、液压马达(3)、液压油箱(8)，所述液压油栗(I)的输出轴连接脚蹬轴、进油口与液压油箱(8)相通、出油口与单向阀一(2)进油口相通，所述单向阀一(2)出油口与液压马达(3)进油口相通，所述液压马达(3)通过单向离合器与后车轮轴相连接、出油口与液压油箱(8)相通;所述减震能量回收液压系统包括避震器(9)、单向阀三(10)、单向阀四(11)、单向阀五(12)、单向阀六(13)、顺序阀(14)，所述避震器(9)上腔与单向阀三(10)的进油口和单向阀四(11)的出油口相通、下腔与单向阀五(12)的进油口和单向阀六(13)的出油口相通，所述单向阀四(11)和单向阀六(13)的进油口与液压油箱(8)相通，所述单向阀三(10)和单向阀五(12)的出油口与顺序阀(14)的进油口相通，所述顺序阀(14)的出油口与液压驱动系统相通;所述减速制动能量回收液压系统包括制动液压栗(5)、单向阀二 (6)、液控单向阀(7)、液压储能器(4)，所述制动液压栗(5)的驱动轴通过离合器与车轮轴相连接、进油口与液压油箱(8)相通、出油口与单向阀二(6)的进油口相通，所述单向阀二(6)出油口与液控单向阀(7)的出油口相通，所述液控单向阀(7)的进油口与液压驱动系统相通。
【专利摘要】本实用新型提供一种能量回收再利用的液压传动自行车，它和一般自行车结构类似，它主要是把现有自行车的链传动变为液压传动，本实用新型自行车的液压传动系统包括液压驱动系统，减震液压系统，减速制动能量回收液压系统；液压驱动系统使用液压油泵、液压马达、液压控制元件实现能量的传递和转换；减震液压系统使用双作用液压缸来作为自行车的避震器，利用液压控制回路来进行震动能量回收和再利用；减速制动能量回收液压系统使用制动液压泵和液压储能器及控制回路来回收和再利用减速制动能量。从而减少骑行者的体能消耗，提高自行车的做功效率。
【IPC分类】F16H33/00, F16H39/02, B62M19/00
【公开号】CN205186466
【申请号】CN201520880230
【发明人】刘运妙, 张中元
【申请人】青岛理工大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月7日