CN102416996A - 一种带发电机的电动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带发电机的电动自行车，由带有发电机的前轮、带有电动机的后轮、发电机控制器、电动机控制器、车体和电池组成，带有发电机的前轮由内体、外体、电刷和轴四个部分组成，它能更好地提高电动自行车的续行能力，克服了普通电动自行车发电机发电效率低以及采用风能、太阳能充电的电动自行车受诸多环境因素影响的不足。

Description

一种带发电机的电动自行车

技术领域

 本发明涉及一种电动自行车，特别涉及一种带发电机的电动自行车。

背景技术

目前，常规电动自行车已经进入千家万户，为人们的日常出行带来了方便，它主要有车轮、车体、电池、电动机、电机控制器这几大部分组成，其主要使用特征是：电池供给电动机电能，电动机驱动车体行驶，待电池电量用尽时，需要静止充足电方可再次行驶，一次充足电后其行驶里程有限，即使是安装有能量回收装置的也只能提高百分之几的续行能力。

时至今日，已有利用风能、太阳能和在电动车上安装机械发电机来为电动车充电的技术和能力，但利用风能和太阳能来为电动车充电这一形式，仍是受到自然环境这一不可弥补的因素所影响，如中国专利号200920071116.9名称为“风力发电机及采用该风力发电机的电动自行车”，在车体上安有带风叶的风力发电机，其目的是利用该风力发电机发出的电能对电动自行车的蓄电池充电，在取得预期效果的同时也带来了相对的负面影响，首先，行驶车阻变大，其次，使得车体重心上移，事实证明：车体行驶阻力越小越节省能源，车体重心低的行驶安全性也高；而在电动车上安装常规机械发电机来为电动车充电这一形式，发电效率却十分低，如中国专利号201020145342.X，名称为“一种新型的电动车”和中国专利号200920307910.9名称为“电动自行车发电机”，其二者采用的发电机是一个转子和一个定子的基本结构模式，发电效率较低，效果并不十分理想。

发明内容

本发明的目的在于更好地提高电动自行车的续行能力，克服普通电动自行车发电机发电效率低以及采用风能、太阳能充电的电动自行车受诸多环境因素影响的不足，并提供一种带发电机的电动自行车。

本发明的技术方案如下：

一种带发电机的电动自行车，由带有发电机的前轮、带有电动机的后轮、发电机控制器、电动机控制器、车体和电池组成，带有发电机的前轮由内体、外体、电刷和轴四个部分组成，其中

内体是由铜线绕组、大转体、小转体、小齿圈、加速齿轮、支架、绕组引线、大转体轴承和小转体轴承组成；

外体是由轮毂、左侧盖、右侧盖、左侧盖轴承、右侧盖轴承、外圈磁钢体、内圈磁钢体、大齿圈和刹车装置组成；

电刷是由旋转绝缘体、不动绝缘体、导电环、导电滑片和导出引线组成；

轴是由中轴、挡片和垫片组成；

铜线绕组固定在圆形的大转体的边缘上，大转体中心部位设有大转体轴承，大转体轴承安装在中轴上，小转体一侧固定在大转体上，小转体的另一侧安有小转体轴承，小转体轴承安装在中轴上，小齿圈固定在大转体与小转体同向的一侧，其齿牙朝向左侧盖，支架固定在挡片的右侧，包裹在小转体外侧，加速齿轮固定在支架的外圈，绕组引线从铜线绕组引出，其端头焊接在导电环外侧，线体绝缘；

轮毂在中轴的最外侧，轮毂左端固定左侧盖上，左侧盖中心部位安有左侧盖轴承，轮毂右端固定在右侧盖上，右侧盖中心部位安有右侧盖轴承，右侧盖轴承与左侧盖轴承均安装在中轴上，刹车装置固定在左侧盖外侧或右侧盖外侧，外圈磁钢体固定在轮毂内圆面上，内圈磁钢体固定在左侧盖的外圆面上，大齿圈固定在左侧盖的内圆上，其齿牙朝向右侧盖；

旋转绝缘体安装在小转体内部，导电环嵌在旋转绝缘体凹型槽里，不动绝缘体安装在中轴上，夹在大转体轴承和小转体轴承之间，导电滑片嵌在不动绝缘体内，与导电环有面的接触，导出引线一端与导电滑片焊接，另一端穿过中轴与发电机控制器相连，线体绝缘；

中轴上设有挡片，中轴贯穿在发电机体中心，垫片夹在右侧盖轴承与大转体轴承之间。

所述加速齿轮是大齿轮与小齿轮的共轴组合体，加速齿轮上大齿轮的齿牙与小齿圈的齿牙啮合，加速齿轮上小齿轮的齿牙与大齿圈的齿牙啮合。

所述加速齿轮有三个或四个。

所述导电环有两个或三个。

所述外圈磁钢体与内圈磁钢体平行于中轴或垂直于中轴。

所述刹车装置是盘式或鼓式的。

本发明的优点在于：1、整个车体稳定性能好：与常规电动自行车相比，本发明是在前轮安装发电机，它的安装使得整车重心下移，并对车体行驶风阻影响极小；2、发电机体积小，工作效率高：自发电电动自行车关键问题是其发电机发电效率的高低，由于本发明中的发电机采用内圈和外圈两个磁钢体和将铜线绕组高速反转的加速齿轮这一结构模式，因此，与常规电动自行车机械发电机相比，同等体积下，发电效率更高；3、发电机结构简单轻巧、合理；4、可以将本发明中的发电机对常规电动自行车进行方便快捷的安装；5、本发明中的电动自行车由于电池和电动机得到高效的电力补给，进而大大提高了一次充电的行驶里程，并有效地节约了能源。

附图说明   图1是本发明整车结构示意图；

图2是本发明带发电机的前轮结构剖面示意图；

图3是图2的左视图；

图中：1是电池，2是发电机控制器，3是电动机控制器，4是带电动机的后轮，5是车体，6是带发电机的前轮，7是外圈磁钢体，8是内圈磁钢体，9是小齿圈，10是右侧盖，11是不动绝缘体，12是垫片，13是导出引线，14是右侧盖轴承，15是大转体轴承，16是大转体，17是导电滑片，18是绕组引线，19是轮毂，20是加速齿轮，21是旋转绝缘体，22是刹车装置，23是挡片，24是小转体轴承，25是左侧盖轴承，26是中轴，27是导电环，28是小转体，29是支架，30是左侧盖，31是大齿圈，32是铜线绕组。

具体实施方式    下面结合附图对本发明作进一步说明。

由图1可以看出，一种带发电机的电动自行车，由带有发电机的前轮6、带有电动机的后轮4、发电机控制器2、电动机控制器3、车体5和电池1组成，由图2可知，带有发电机的前轮6由内体、外体、电刷和轴四个部分组成，其中

内体是由铜线绕组32、大转体16、小转体28、小齿圈9、加速齿轮20、支架29、绕组引线18、大转体轴承15和小转体轴承24组成；

外体是由轮毂19、左侧盖30、右侧盖10、左侧盖轴承25、右侧盖轴承14、外圈磁钢体7、内圈磁钢体8、大齿圈31和刹车装置22组成；

电刷是由旋转绝缘体21、不动绝缘体11、导电环27、导电滑片17和导出引线13组成；

轴是由中轴26、挡片23和垫片12组成；

铜线绕组32固定在圆形的大转体16的边缘上，大转体16中心部位设有大转体轴承15，大转体轴承15安装在中轴26上，小转体28一侧固定在大转体16上，小转体28的另一侧安有小转体轴承24，小转体轴承24安装在中轴26上，小齿圈9固定在大转体16与小转体28同向的一侧，其齿牙朝向左侧盖30，支架29固定在挡片23的右侧，包裹在小转体28外侧，加速齿轮20固定在支架29的外圈，绕组引线18从铜线绕组32引出，其端头焊接在导电环27外侧，线体绝缘；

轮毂19在中轴26的最外侧，轮毂左端固定左侧盖30上，左侧盖30中心部位安有左侧盖轴承25，轮毂19右端固定在右侧盖10上，右侧盖10中心部位安有右侧盖轴承14，右侧盖轴承14与左侧盖轴承25均安装在中轴26上，刹车装置22固定在左侧盖30外侧或右侧盖10外侧，外圈磁钢体7固定在轮毂19内圆面上，内圈磁钢体8固定在左侧盖30的外圆面上，大齿圈31固定在左侧盖30的内圆上，其齿牙朝向右侧盖10；

旋转绝缘体21安装在小转体28内部，导电环27嵌在旋转绝缘体21凹型槽里，不动绝缘体11安装在中轴26上，夹在大转体轴承15和小转体轴承24之间，导电滑片17嵌在不动绝缘体11内，与导电环27有面的接触，导出引线13一端与导电滑片17焊接，另一端穿过中轴26与发电机控制器2相连，线体绝缘；

中轴26上设有挡片23，中轴26贯穿在发电机体中心，垫片12夹在右侧盖轴承14与大转体轴承15之间。

所述加速齿轮20是大齿轮与小齿轮的共轴组合体，加速齿轮20上大齿轮的齿牙与小齿圈9的齿牙啮合，加速齿轮20上小齿轮的齿牙与大齿圈31的齿牙啮合。

所述加速齿轮20有三个或四个。

所述导电环27有两个或三个。

所述外圈磁钢体7与内圈磁钢体8平行于中轴26或垂直于中轴26。

由图3可知，所述刹车装置22是盘式或鼓式的。

本发明的电动自行车，其电路部分可采用稳压稳流、降压增流和AC/DC转换处理，如中国专利号200320121085的“永磁发电机三相半控桥式整流稳压器”可适用于本电动自行车。

本发明的电动自行车在行驶之前，由外接电源通过充电器将电池1电量充满，行驶时，电池1通过电动机控制器3向带有电动机的后轮4输入电能，使其旋转并带动车体行进，同时，带有发电机的前轮6从动旋转并产生电能，发电机控制器2将此电能经稳压稳流、降压增流和AC/DC转换处理后，输入电池1或输入带有电动机的后轮4，此过程不与电池1通过电动机控制器3向带有电动机的后轮4输入电能过程相冲突，它起到补充的作用，动力源是电池1，尤其适用于电动车在下坡行驶时，可以将多余的能量储存在电池1中。本发明中的发电机同样适用于电动三轮车和电动摩托车。

Claims (6)

1.一种带发电机的电动自行车，由带有发电机的前轮（6）、带有电动机的后轮（4）、发电机控制器（2）、电动机控制器（3）、车体（5）和电池（1）组成，其特征在于：带有发电机的前轮（6）由内体、外体、电刷和轴四个部分组成，其中

内体是由铜线绕组（32）、大转体（16）、小转体（28）、小齿圈（9）、加速齿轮（20）、支架（29）、绕组引线（18）、大转体轴承（15）和小转体轴承（24）组成；

外体是由轮毂（19）、左侧盖（30）、右侧盖（10）、左侧盖轴承（25）、右侧盖轴承（14）、外圈磁钢体（7）、内圈磁钢体（8）、大齿圈（31）和刹车装置（22）组成；

电刷是由旋转绝缘体（21）、不动绝缘体（11）、导电环（27）、导电滑片（17）和导出引线（13）组成；

轴是由中轴（26）、挡片（23）和垫片（12）组成；

铜线绕组（32）固定在圆形的大转体（16）的边缘上，大转体（16）中心部位设有大转体轴承（15），大转体轴承（15）安装在中轴（26）上，小转体（28）一侧固定在大转体（16）上，小转体（28）的另一侧安有小转体轴承（24），小转体轴承（24）安装在中轴（26）上，小齿圈（9）固定在大转体（16）与小转体（28）同向的一侧，其齿牙朝向左侧盖（30），支架（29）固定在挡片（23）的右侧，包裹在小转体（28）外侧，加速齿轮（20）固定在支架（29）的外圈，绕组引线（18）从铜线绕组（32）引出，其端头焊接在导电环（27）外侧，线体绝缘；

轮毂（19）在中轴（26）的最外侧，轮毂左端固定左侧盖（30）上，左侧盖（30）中心部位安有左侧盖轴承（25），轮毂（19）右端固定在右侧盖（10）上，右侧盖（10）中心部位安有右侧盖轴承（14），右侧盖轴承（14）与左侧盖轴承（25）均安装在中轴（26）上，刹车装置（22）固定在左侧盖（30）外侧或右侧盖（10）外侧，外圈磁钢体（7）固定在轮毂（19）内圆面上，内圈磁钢体（8）固定在左侧盖（30）的外圆面上，大齿圈（31）固定在左侧盖（30）的内圆上，其齿牙朝向右侧盖（10）；

旋转绝缘体（21）安装在小转体（28）内部，导电环（27）嵌在旋转绝缘体（21）凹型槽里，不动绝缘体（11）安装在中轴（26）上，夹在大转体轴承（15）和小转体轴承（24）之间，导电滑片（17）嵌在不动绝缘体（11）内，与导电环（27）有面的接触，导出引线（13）一端与导电滑片（17）焊接，另一端穿过中轴（26）与发电机控制器（2）相连，线体绝缘；

中轴（26）上设有挡片（23），中轴（26）贯穿在发电机体中心，垫片（12）夹在右侧盖轴承（14）与大转体轴承（15）之间。

2.如权利要求1所述的一种带发电机的电动自行车，其特征在于：加速齿轮（20）是大齿轮与小齿轮的共轴组合体，加速齿轮（20）上大齿轮的齿牙与小齿圈（9）的齿牙啮合，加速齿轮（20）上小齿轮的齿牙与大齿圈（31）的齿牙啮合。

3. 如权利要求1或2所述的一种带发电机的电动自行车，其特征在于：加速齿轮（20）有三个或四个。

4. 如权利要求1所述的一种带发电机的电动自行车，其特征在于：所述导电环（27）有两个或三个。

5. 如权利要求1所述的一种带发电机的电动自行车，其特征在于：所述外圈磁钢体（7）与内圈磁钢体（8）平行于中轴（26）或垂直于中轴（26）。

6. 如权利要求1所述的一种带发电机的电动自行车，其特征在于：所述刹车装置（22）是盘式或鼓式的。

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