一种自发光自行车警示灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自发光自行车警示灯，属自行车技术领域。轮轴套套在转盘内孔中，转盘两侧设有经导孔连通的环腔和滑道；滑道侧面装有带环腔和导孔的侧板；转盘和侧板环腔内都经端盖装有带金属悬臂梁的基板，金属悬臂梁与所粘接的压电晶片构成压电振子；转盘及侧板上的压电振子数相等且对称安装；压电振子经导线与镶嵌在端盖上的LED灯相连；转盘及侧板导孔内安装有挤压滚珠；滑道内放置有滚动激励器；端盖上设有限位面，限位面处设有沉腔。优势特色：利用惯性力实现转盘与激励器间的相对运动并激励压电振子，无需固定支撑；压电振子变形后各点应力相同且仅承受压应力，发电量大、可靠性高；警示灯能量自给、不需要电池、节能环保、使用方便。
【专利说明】
-种自发光自行车譬示灯
技术领域
[0001 ]本发明属于自行车技术领域，具体设及一种自发光自行车警示灯。
【背景技术】
[0002] 随着民众环保及运动健身意识的提高，骑自行车出行及锻炼身体又重新成为一种 时尚。然而，现在城市中机动车较多且无自行车专用道，骑行者在夜间行车存在一定的安全 隐患。为引起机动车驾驶员及其他骑行者的注意、减少或避免意外事故对骑行者造成伤害， 越来越多的自行车警示产品相继问世，如反光片、警示灯等;其中警示灯的警示效果较好， 但需要化学电池供电，因电池电量有限且存在自然损耗等问题需经常更换。运不仅给骑行 者造成了较大的麻烦、增加了使用成本，更关键是电池没电且未及时更换时起不到必要的 警示作用。
【发明内容】
[0003] 针对现有自行车警示产品使用中所存在的问题，本发明提出一种自发光自行车警 示灯。本发明的实施方案是：自行车轮的轴套经过盈配合套在转盘内孔中，转盘一侧设有阶 梯型转盘环腔、另一侧设有环形滑道，转盘环腔经转盘导孔与滑道连通;转盘上开有滑道的 一侧经螺钉装有侧板;侧板上设有侧板环腔和侧板导孔;转盘导孔和侧板导孔靠近滑道一 侧的出口为球面;转盘环腔和侧板环腔内都经螺钉和端盖安装有设有扇形金属悬臂梁的金 属基板，金属悬臂梁与所粘接的压电晶片构成压电振子;转盘及侧板上安装的压电振子的 数量相等且相对滑道对称安装，金属悬臂梁靠近滑道安装;压电振子通过导线与镶嵌在端 盖上的L邸灯相连;转盘导孔及侧板导孔内安装有挤压滚珠;滑道内放置有球形激励器或圆 柱激励器，圆柱激励器的两端设有切入倒角；当转盘上压电振子的数量及激励器的数量都 大于1时，两个相邻的激励器中屯、与转盘中屯、连线间的夹角与两相邻挤压滚珠与转盘中屯、 连线间的夹角之间不能互为整数倍，W减小各激励器所受的沿滑道运动的驱动力。
[0004] 本发明中，为提高压电振子的发电能力和可靠性，端盖上设有限定压电振子变形 量的限位面，限位面处设有用于容纳压电晶片的扇形沉腔，沉腔的平面尺寸大于压电晶片 的尺寸、小于金属悬臂梁的尺寸；限位面为圆弧面且其半径为取决于压电晶片和金属基板 的材料和厚度;压电晶片为0.2mm~0.3mm厚的PZT4，金属基板为被青铜，且金属基板与压电 晶片的厚度比为1~2.5,此时压电振子的发电能力较强，即电能比较大;能量比是指各不同 厚度比压电振子一次弯曲变形所产生的电能与其中的最大值之比，一次弯曲变形是指压电 振子从自由状态到金属悬臂梁完全贴靠在限位面上的变形过程。
[0005] 本发明中，使发电景最大且压电晶片不至于破损的合理限位面半径为
，其中，a = hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板和 压电晶片厚度。
[0006] 工作过程中，轴套随自行车轮旋转，从而带动转盘、侧板、压电振子及挤压滚珠转 动;在转盘转动过程中，激励器在其惯性力的作用下处于滑道底部，从而使挤压滚珠和激励 器产生相对运动。当压电振子及挤压滚珠转至与激励器接触时，挤压滚珠与激励器相互接 触并产生侧向挤压力，挤压滚珠迫使压电振子向远离激励器的方向弯曲变形；当挤压滚珠 与激励器的中屯、重叠时，压电振子的金属悬臂梁完全顶靠在限位面上、压电振子变形量最 大;此后，压电振子的变形量随转盘的转动逐渐减小，挤压滚珠与激励器相互脱离时压电振 子的变形量为零、即恢复到自然状态;上述挤压滚珠与激励器相接触后又脱离的过程中，压 电振子完成了一次发电过程;压电振子所产生的电能经导线传输给L抓灯，L抓灯得电后发 光。
[0007] 优势与特色:利用惯性力实现转盘与激励器间的相对运动并激励压电振子轴向弯 曲变形发电，不需要额外设定固定支撑;压电振子变形后各点应力相同且仅承受压应力，故 发电量大、可靠性高;所形成的自行车警示灯能量自给、不需要电池、节能环保、使用方便。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明一个较佳实施例中采用球形激励器的警示灯结构示意图；
[0009] 图2是本发明一个较佳实施例中采用圆柱激励器的警示灯结构示意图；
[0010]图3是图1的A-A剖视图；
[0011] 图4是本发明一个较佳实施例中金属基板的结构示意图；
[0012] 图5是本发明一个较佳实施例中端盖的结构示意图；
[OOK]图6是图5的左视图；
[0014] 图7是本发明一个较佳实施例中转盘与侧板装配后的结构示意图；
[0015] 图8是本发明一个较佳实施例中压电振子发电量之比与厚度比关系曲线。
【具体实施方式】
[0016] 自行车轮的轴套e经过盈配合套在转盘a内孔a4中，转盘a-侧设有阶梯型转盘环 腔曰1、另一侧设有环形滑道a3，转盘环腔al经转盘导孔a2与滑道a3连通;转盘a上开有滑道 曰3的一侧经螺钉装有侧板f;侧板f上设有侧板环腔n和侧板导孔f 2;转盘导孔a2和侧板导 孔f 2靠近滑道曰3-侧的出口为球面;转盘环腔al和侧板环腔n内都经螺钉和端盖b安装有 设有扇形金属悬臂梁Cl 1的金属基板Cl，金属悬臂梁Cl 1与所粘接的压电晶片c2构成压电振 子C;转盘a及侧板f上安装的压电振子C的数量相等且相对滑道a3对称安装，金属悬臂梁Cl 1 靠近滑道曰3安装;压电振子C通过导线与镶嵌在端盖b上的Lm)灯h相连;转盘导孔曰2及侧板 导孔f 2内安装有挤压滚珠 d;滑道曰3内放置有球形激励器g或圆柱激励器g '，圆柱激励器g ' 的两端设有切入倒角；当转盘a上压电振子C的数量及激励器g或g'的数量都大于1时，两个 相邻的激励器g或g'中屯、与转盘a中屯、连线间的夹角Q2与两个相邻挤压滚珠 d与转盘a中屯、 连线间的夹角Ql之间不能互为整数倍，W减小各激励器g或g'所受的沿滑道曰3运动的驱动 力。
[0017] 本发明中，为提高压电振子C的发电能力和可靠性，端盖b上设有限定压电振子变 形量的限位面bl，限位面bl处设有用于容纳压电晶片c2的扇形沉腔c2,沉腔c2的平面尺寸 大于压电晶片c2的尺寸、小于金属悬臂梁Cll的尺寸;限位面bl为圆弧面且其半径取决压电 晶片c2及金属基板Cl的材料与厚度;本发明中，压电晶片c2为0.2mm~0.3mm厚的PZT4,金属 基板为被青铜，且金属基板Cl与压电晶片c2的厚度之比为hm/hp = l~2.5,此时压电振子C的 发电能力较强，即电能比较大;能量比是指各不同厚度比压电振子C 一次弯曲变形所产生的 电能与其中的最大值之比，一次弯曲变形是指压电振子C从自由状态到金属悬臂梁Cll完全 贴靠在限位面bl上的变形过程。
[0018] 本发明中，使发电量最大且压电晶片c2不至于碎裂的合理限位面半径为本发明 中，使发电量最大且压电晶片C 2不至于破损的合理的限位面b 1的半径为：
，其中，a=hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板Cl 和压电晶片c2的厚度。
[0019] 工作过程中，轴套e随自行车轮旋转，从而带动转盘a、侧板f、压电振子C及挤压滚 珠 d转动;在转盘a转动过程中，激励器g或g'在其惯性力的作用下处于滑道a3的底部，从而 使挤压滚珠 d和激励器g或g'产生相对运动。当压电振子C及挤压滚珠 d转至与激励器g或g' 接触时，挤压滚珠 d与激励器g或g'相互接触并产生侧向挤压力，挤压滚珠 d迫使压电振子C 向远离激励器g或g'的方向弯曲变形；当挤压滚珠 d与激励器g或g'的中屯、重叠时，压电振子 C的金属悬臂梁Cll完全顶靠在限位面bl上、压电振子C变形量达到最大;此后，压电振子C的 变形量随转盘a的转动逐渐减小，挤压滚珠 d与激励器g或g'相互脱离时压电振子C的变形量 为零、即恢复到自然状态;上述挤压滚珠 d与激励器g或g'相接触后又脱离的过程中，压电振 子C完成了一次发电过程;压电振子C所产生的电能经导线传输给Lm)灯h，Lm)灯h得到电能 后发光。
[0020] 显然，本发明利用惯性力实现转盘a与激励器g或g'间的相对运动、并激励压电振 子C轴向弯曲变形发电，不需要额外设定固定支撑;压电振子C变形后各点应力相同且仅承 受压应力，故发电量大、可靠性高；所形成的自行车警示灯能量自给、不需要电池、节能环 保、使用方便。
【主权项】
1. 一种自发光自行车警示灯，其特征在于：自行车轮的轴套经过盈配合套在转盘内孔 中，转盘一侧设有转盘环腔、另一侧设有滑道，转盘环腔经转盘导孔与滑道连通;转盘上开 有滑道的一侧装有侧板;侧板上设有侧板环腔和侧板导孔;转盘导孔和侧板导孔靠近滑道 一侧的出口为球面;转盘环腔和侧板环腔内都经端盖安装有设有金属悬臂梁的金属基板， 金属悬臂梁与所粘接的压电晶片构成压电振子;转盘及侧板上安装的压电振子数量相等且 相对滑道对称安装，金属悬臂梁靠近滑道安装;压电振子通过导线与镶嵌在端盖上的LED灯 相连;转盘导孔及侧板导孔内安装有挤压滚珠;滑道内放置有球形或圆柱激励器，圆柱激励 器两端设有切入倒角。
【文档编号】B62J6/06GK205681332SQ201620625280
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201620625280.X, CN 201620625280, CN 205681332 U, CN 205681332U, CN-U-205681332, CN201620625280, CN201620625280.X, CN205681332 U, CN205681332U
【发明人】张忠华, 文欢, 阚君武, 王淑云
【申请人】浙江师范大学