一种基于挠电材料的自行车发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种发电装置，特别是一种基于挠电材料的自行车发电装置

背景技术：

人们因为自行车的短距离的出行十分方便，也可用于进行骑行锻炼，因此在当今社会十分的受欢迎。特别是共享单车的出现，使人们在夜晚中也会经常的骑自行车。现有的自行车车灯通常是采用的反光板的形式对光源进行反射，但是在一些黑暗的环境下，就不能清楚地看清前方的路况，尽管目前的市面上可以自己在自行车前加装电灯，但是电灯等其它电路设备的电池会受的行驶路程有限制，并且还需要定期的更换电池，使用不方便。压电和挠电材料在外力的作用下表面产生电荷的现象，称为正压电、挠电效应。压电和挠电发电利用此原理将振动的机械能转变为电能。其优点主要集中在体积小，结构简单，便于实现及小型集成化以及无电磁干扰等方面。符合当前环保节能，可持续发展的要求，正越来越受到各国研究人员的关注。如何基于挠电材料的特性研发一款适用于自行车的发电装置，成为了本专利申请的申请人想要解决的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种基于挠电材料的自行车发电装置。本实用新型能够在自行车骑行时持续的产生电能为车灯等其它电路设备的电池供电，不用定期更换电池，也不会受到路程因素限制，效果非常显著；此外，本实用新型还具有体积小，结构简单，使用方便的特点。

本实用新型的技术方案：一种基于挠电材料的的自行车发电装置，包括前轮支架，前轮支架下部设有前轮车轴，前轮车轴上设有与前轮支架相固定的挠电俘能器外壳，挠电俘能器外壳内设有多个齿牙，齿牙间形成多个齿牙槽；挠电俘能器外壳内设有悬臂单元，悬臂单元包括穿设在前轮车轴上轴套，轴套上设有多个悬臂梁，悬臂梁的端部嵌设在齿牙槽内，悬臂梁的表面设有挠电薄膜；所述挠电俘能器外壳还设有穿设在前轮车轴上的转换托盘，转换托盘上开设有导电槽，导电槽内设有连接头，连接头的侧部嵌设有多个滚珠，连接头经滚珠与导电槽滚动连接；所述的连接头经经第一导线与挠电薄膜相连；导电槽的底部连接有第二导线，第二导线与电池连接。

前述的基于挠电材料的自行车发电装置，所述悬臂梁采用聚乙烯或聚丙烯为材料。

前述的基于挠电材料的自行车发电装置，所述挠电薄膜采用聚偏氟乙烯为材料。

前述的基于挠电材料的自行车发电装置，所述挠电俘能器外壳设有线路孔，第二导线经线路孔连接至电池

前述的基于挠电材料的自行车发电装置，其特征在于：所述前轮支架内设有空心的管道，管道入口与线路孔相联通。

与现有技术相比，本实用新型通过前轮车轴转动使悬梁臂与齿牙之间的持续不断的弹性接触产生振动，振动使悬梁臂上的挠电薄膜源源不断地产生电能，并通过电连接的方式将电能储存至电池，本实用新型能够在自行车骑行时持续的产生电能为车灯等其它电路设备的电池供电，不用定期更换电池，也不会受到路程因素限制。此外，挠电俘能器的结构简单，体积小，使用方便。

进一步地，挠电俘能器外壳还设有穿设在前轮车轴上的转换托盘，转换托盘上开设置有导电槽，导电槽内嵌有连接头，连接头的侧部嵌设置有多个滚珠，连接头经滚珠与导电槽滚动连接。连接头在导电槽内滚动，使第一导线不会因为悬臂梁转动而导致打结，降低故障率。

所述悬臂梁采用聚乙烯或聚丙烯为材料，能最大程度将悬臂梁的弹性形变转变成的振动，振动幅度大，频率高，使挠电薄膜在悬臂梁上充分振动产生电能。

再进一步地，电连接设置在支架内的管路，可以防止电线因外界环境因素造成老化和损坏。

附图说明

图1是本实用新型的安装结构示意图；

图2是本实用新型的局部安装示意图；

图3是前轮支架和挠电俘能器外壳结构示意图；

图4是前轮车轴和挠电俘能器外壳结构示意图

图5是挠电俘能器结构示意图；

图6是转化托盘结构示意图；

图7是连接头结构示意图；

图8是前轮支架结构示意图；

图9是储存电能电路示意图

附图标记：

1-前轮支架，2-前轮车轴，3-挠电俘能器外壳，4-齿牙，5-齿牙槽，6-轴套，7-悬臂梁，8-挠电薄膜，9-转换托盘，10-导电槽，11- 连接头，12-滚珠，13-第一导线，14-第二导线，15-线路孔，16-管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种基于挠电材料的自行车发电方法，如附图1-8所示：一种基于挠电材料的自行车发电装置，包括前轮支架1，前轮支架1 下部设有前轮车轴2，前轮车轴2上设有与前轮支架1相固定的挠电俘能器外壳3，挠电俘能器外壳3尺寸为半径为40mm的圆形结构，挠电俘能器外壳3内设有二十个等间距个齿牙4，齿牙4间形成二十个齿牙槽5；挠电俘能器外壳3内设有悬臂单元，悬臂单元包括穿设在前轮车轴2上轴套6，轴套6上设有多个悬臂梁7，悬臂梁7的长度为23.57mm，厚度为2.2mm，宽度为10mm。悬臂梁7的端部嵌设在齿牙槽5内，悬臂梁7的表面设有挠电薄膜8，挠电薄膜8的长度为18mm；所述挠电俘能器外壳3还设有穿设在前轮车轴2上的转换托盘 9，转换托盘9上开设有导电槽10，导电槽10内设有连接头11，连接头11的侧部嵌设有多个滚珠12，连接头11经滚珠12与导电槽10 滚动连接，避免产生线路打结的问题，为了防止两个连接头11接触，导电槽10之间相互绝缘防止正负极接触，避免造成短路问题；所述的连接头11经经第一导线13与挠电薄膜8相连；导电槽10的底部连接有第二导线14，第二导线14与电池连接。所述的第二导线14 的电连接方式是全波整流电路并设有储容电容(如附图9所示)，全波整流电路能够充分合理的利用交变电的正、负两个半波段，能够大大减小输出电压的脉动幅度，有效合理的提高整流效率。另一方面利用储能元件电容两端的电压不能突变的特性，储能电容还能够具有滤波的作用，能够滤掉整流电路输出电压中的脉动成分，可以达到稳压目的，从而使电荷更为持久的储存，合理的为负载供电。

所述悬臂梁7采用聚乙烯或聚丙烯为材料，弹性性能好，悬臂梁 7接触齿牙4时相互作用力会显著减小，从而使自行车更为省力。

所述挠电薄膜8采用聚偏氟乙烯为材料，这类材料质地柔软、电阻小、挠电常数高。

所述挠电俘能器外壳3设有线路孔15，第二导线14经线路孔15 连接至电池。

所述前轮支架1内设有空心的管道16，管道16入口与线路孔15 相联通，将电连接置于管道内，防止电线受环境因素老化或损坏。

工作原理：前轮车轴2转动带动轴套6转动，轴套6上多个悬臂梁7随轴套6一起转动，齿牙槽5中的悬臂梁7转动时与齿牙槽5 间的齿牙4碰撞，碰撞时悬臂梁7发生弹性形变，并形成振动，前轮车轴2转动时悬臂梁7获得持续的弹性形变和振动，悬臂梁7上设置的挠电薄膜8因悬臂梁7弹性形变和振动持续不断地产生电能，电能经导线连接至电池存储。