CN104986275B - 一种能够回收刹车能量的自行车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够回收刹车能量的自行车，其特征在于，所述后轮轮轴上固定设置有一个能够随车轮旋转的大锥齿轮；所述座支架上安装有一个与所述大锥齿轮啮合的小锥齿轮，所述小锥齿轮的另一端垂直设置有一个主动摩擦盘；所述小锥齿轮远离所述大锥齿轮的一侧同轴设置有一个发电机且能随滑动部沿自身轴线方向滑动；所述发电机的轴端垂直安装有一个从动摩擦盘，且朝向所述主动摩擦盘；发电机能在刹车线的拉扯作用下朝向主动摩擦盘滑动；所述车架上还设置有一个蓄电池，所述蓄电池通过导线与所述发电机相连。本发明具有能够回收刹车能量，刹车制动效果好，结构简单，制造成本低，易于维护，使用寿命长等优点。

Description

一种能够回收刹车能量的自行车
技术领域
本发明涉及自行车发电领域，特别的涉及一种能够回收刹车能量的自行车。
背景技术
随着低碳环保的生活理念日渐流行，自行车这种传统的代步工具再次走入了人们的生活中。与以往二八式自行车唱独角戏不同的是，可折叠式自行车、山地车、公路赛车的出现让“骑士”生活变得更加丰富多彩。
越来越多的驴友喜欢骑着自行车外出旅行，旅途中免不了要使用电子设备进行通讯或导航等，给电子设备充电成为自行车骑行者出行的一大难题。现有的自行车发电设备大多长期与自行车的车轮相连接，在自行车上坡时也在消耗骑行者的体力。实际上，在旅途中，有上坡也有下坡，上坡时需要耗费骑行者的体力，但是下坡一般都采用刹车进行制动，如果能够将这部份能量回收储存，就可以解决电子设备的充电问题，而且也可以减少刹车盘的损耗。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，能够合理利用骑行者的体能，能够回收刹车能量用于给电子设备充电的自行车。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种能够回收刹车能量的自行车，包括自行车的车架，后轮轮轴以及刹车线；所述车架包括用于支撑后轮轮轴的座支架；其特征在于，所述后轮轮轴上固定设置有一个能够随车轮旋转的大锥齿轮；所述座支架上安装有一个与所述大锥齿轮啮合的小锥齿轮，所述小锥齿轮的另一端垂直设置有一个主动摩擦盘；所述小锥齿轮远离所述大锥齿轮的一侧同轴设置有一个发电机，所述发电机通过电机支架安装在所述座支架上；所述电机支架包括用于与所述座支架固定的固定部以及与固定部可滑动连接的滑动部；所述发电机固定安装在所述滑动部上，且能随滑动部沿自身轴线方向滑动；所述发电机的轴端垂直安装有一个从动摩擦盘，且朝向所述主动摩擦盘；所述固定部与滑动部之间安装有一个沿滑动方向设置的复位弹簧；所述复位弹簧无变形时所述从动摩擦盘与主动摩擦盘之间存在间隙；所述滑动部与所述刹车线相连，且能在刹车线的拉扯作用下朝向主动摩擦盘滑动；所述车架上还设置有一个蓄电池，所述蓄电池通过导线与所述发电机相连。
骑行时，车轮带动大锥齿轮转动，经过小锥齿轮的传动带动主动摩擦盘的转动。当遇到下坡或减速时，骑行者的第一反应就是采用刹车制动，刹车线通过滑动部带动发电机朝向主动摩擦盘滑动，使得从动摩擦盘与主动摩擦盘相接触，主动摩擦盘通过摩擦力带动从动摩擦盘转动，从而使发电机转动发电，并将发电电量储存到蓄电池中。由于发电过程实现了能量的转换，根据能量守恒原理，发电消耗了自行车的动能，从而也起到了使自行车减速的作用，刹车效果更好。随着刹车力量的加大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间的摩擦力也增大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间消除了相对转动，发电机的发电量进一步提高。
作为优化，所述滑动部与所述刹车线之间还连接有一个弹性拉绳，所述弹性拉绳的劲度系数大于所述复位弹簧的劲度系数。
刹车时，由于弹性拉绳的劲度系数大于所述复位弹簧的劲度系数，复位弹簧先于弹性拉绳变形，这样，从动摩擦盘与主动摩擦盘相接触，发电机开始发电。随着刹车力量的加大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间消除了相对转动，此时若继续增大刹车力，弹性拉绳开始发生形变，防止发电机的轴承受过大的轴向力，避免损坏发电机，提高发电机的使用寿命。
作为优化，所述从动摩擦盘和主动摩擦盘的相对面上均覆盖有一层橡胶。
这样，可以增大从动摩擦盘与主动摩擦盘之间的摩擦力，使得在轻刹车时也能获得更大的发电量。同时，橡胶具有压缩性能，能够减小发电机的轴所承受的轴向力，提高发电机的使用寿命。
作为优化，所述固定部的上表面具有两个相互平行的导轨，所述导轨的端面为上宽下窄的等腰梯形；所述滑动部的底面对应所述导轨设置有两个滑槽；所述滑槽卡接在所述导轨上。
这样，电机支架的结构简单，容易制造，节省成本。使用滑动导轨容易维护，不易损坏，适合于恶劣环境长期运行。
作为优化，所述固定部靠近所述主动摩擦盘一端向上的设置有一个挡板，所述挡板沿垂直于所述发电机的轴线方向设置；所述复位弹簧安装在所述滑动部与所述挡板之间。
综上所述，本发明具有能够回收刹车能量，刹车制动效果好，结构简单，制造成本低，易于维护，使用寿命长等优点。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为图1中发电机部分的结构示意图。
图3为图1中电机支架部分的结构示意图。（图中复位弹簧未示出）
图4为图3中电机支架部分的侧视结构示意图。
图5为图3中A-A向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1至图5所示，一种能够回收刹车能量的自行车，包括自行车的车架1，后轮轮轴2以及刹车线11；所述车架1包括用于支撑后轮轮轴2的座支架4；其中，所述后轮轮轴2上固定设置有一个能够随车轮旋转的大锥齿轮3；所述座支架4上安装有一个与所述大锥齿轮3啮合的小锥齿轮5，所述小锥齿轮5的另一端垂直设置有一个主动摩擦盘6；所述小锥齿轮5远离所述大锥齿轮3的一侧同轴设置有一个发电机7，所述发电机7通过电机支架9安装在所述座支架4上；所述电机支架9包括用于与所述座支架4固定的固定部91以及与固定部可滑动连接的滑动部92；所述发电机7固定安装在所述滑动部92上，且能随滑动部92沿自身轴线方向滑动；所述发电机7的轴端垂直安装有一个从动摩擦盘8，且朝向所述主动摩擦盘6；所述固定部91与滑动部92之间安装有一个沿滑动方向设置的复位弹簧10；所述复位弹簧10无变形时所述从动摩擦盘8与主动摩擦盘6之间存在间隙；所述滑动部92与所述刹车线11相连，且能在刹车线11的拉扯作用下朝向主动摩擦盘6滑动；所述车架1上还设置有一个蓄电池12，所述蓄电池12通过导线与所述发电机7相连。
骑行时，车轮带动大锥齿轮转动，经过小锥齿轮的传动带动主动摩擦盘的转动。当遇到下坡或减速时，骑行者的第一反应就是采用刹车制动，刹车线通过滑动部带动发电机朝向主动摩擦盘滑动，使得从动摩擦盘与主动摩擦盘相接触，主动摩擦盘通过摩擦力带动从动摩擦盘转动，从而使发电机转动发电，并将发电电量储存到蓄电池中。由于发电过程实现了能量的转换，根据能量守恒原理，发电消耗了自行车的动能，从而也起到了使自行车减速的作用，刹车效果更好。随着刹车力量的加大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间的摩擦力也增大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间消除了相对转动，发电机的发电量进一步提高。
其中，所述滑动部92与所述刹车线11之间还连接有一个弹性拉绳13，所述弹性拉绳13的劲度系数大于所述复位弹簧10的劲度系数。
刹车时，由于弹性拉绳的劲度系数大于所述复位弹簧的劲度系数，复位弹簧先于弹性拉绳变形，这样，从动摩擦盘与主动摩擦盘相接触，发电机开始发电。随着刹车力量的加大，从动摩擦盘与主动摩擦盘之间消除了相对转动，此时若继续增大刹车力，弹性拉绳开始发生形变，防止发电机的轴承受过大的轴向力，避免损坏发电机，提高发电机的使用寿命。
其中，所述从动摩擦盘8和主动摩擦盘6的相对面上均覆盖有一层橡胶。
这样，可以增大从动摩擦盘与主动摩擦盘之间的摩擦力，使得在轻刹车时也能获得更大的发电量。同时，橡胶具有压缩性能，能够减小发电机的轴所承受的轴向力，提高发电机的使用寿命。
其中，所述固定部91的上表面具有两个相互平行的导轨912，所述导轨912的端面为上宽下窄的等腰梯形；所述滑动部92的底面对应所述导轨912设置有两个滑槽922；所述滑槽922卡接在所述导轨912上。
这样，电机支架的结构简单，容易制造，节省成本。使用滑动导轨容易维护，不易损坏，适合于恶劣环境长期运行。
其中，所述固定部91靠近所述主动摩擦盘6一端向上的设置有一个挡板913，所述挡板913沿垂直于所述发电机7的轴线方向设置；所述复位弹簧10安装在所述滑动部92与所述挡板913之间。
具体实施时，所述刹车线11的保护套与所述挡板913相连，刹车线11穿过挡板913与弹性拉绳13相连，弹性拉绳13的另一端固定在滑动部92上。所述复位弹簧10为螺旋弹簧，该螺旋弹簧套在所述弹性拉绳13的外面，如图4所示。这样，可以节省安装空间。
具体实施时，还可以采用其他形式的弹簧作为复位弹簧。
具体实施时，无需对自行车的原有刹车系统进行更改，只需在车轮的刹车上与原有刹车线末端串接一根刹车线连接至本发明的滑动部即可。这样，既不影响原有刹车系统的功能，又能达到回收刹车能量的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种能够回收刹车能量的自行车，包括自行车的车架（1），后轮轮轴（2）以及刹车线（11）；所述车架（1）包括用于支撑后轮轮轴（2）的座支架（4）；其特征在于，所述后轮轮轴（2）上固定设置有一个能够随车轮旋转的大锥齿轮（3）；所述座支架（4）上安装有一个与所述大锥齿轮（3）啮合的小锥齿轮（5），所述小锥齿轮（5）远离所述大锥齿轮（3）的一端垂直设置有一个主动摩擦盘（6）；所述小锥齿轮（5）远离所述大锥齿轮（3）的一侧同轴设置有一个发电机（7），所述发电机（7）通过电机支架（9）安装在所述座支架（4）上；所述电机支架（9）包括用于与所述座支架（4）固定的固定部（91）以及与固定部可滑动连接的滑动部（92）；所述发电机（7）固定安装在所述滑动部（92）上，且能随滑动部（92）沿自身轴线方向滑动；所述发电机（7）的轴端垂直安装有一个从动摩擦盘（8），且朝向所述主动摩擦盘（6）；所述固定部（91）与滑动部（92）之间安装有一个沿滑动方向设置的复位弹簧（10）；所述复位弹簧（10）无变形时所述从动摩擦盘（8）与主动摩擦盘（6）之间存在间隙；所述滑动部（92）与所述刹车线（11）相连，且能在刹车线（11）的拉扯作用下朝向主动摩擦盘（6）滑动；所述车架（1）上还设置有一个蓄电池（12），所述蓄电池（12）通过导线与所述发电机（7）相连；所述滑动部（92）与所述刹车线（11）之间连接有一个弹性拉绳（13），所述弹性拉绳（13）的劲度系数大于所述复位弹簧（10）的劲度系数；所述固定部（91）的上表面具有两个相互平行的导轨（912），所述导轨（912）的端面为上宽下窄的等腰梯形；所述滑动部（92）的底面对应所述导轨（912）设置有两个滑槽（922）；所述滑槽（922）卡接在所述导轨（912）上。
2.如权利要求1所述的能够回收刹车能量的自行车，其特征在于，所述从动摩擦盘（8）和主动摩擦盘（6）的相对面上均覆盖有一层橡胶。
3.如权利要求1所述的能够回收刹车能量的自行车，其特征在于，所述固定部（91）靠近所述主动摩擦盘（6）的一端向上设置有一个挡板（913），所述挡板（913）沿垂直于所述发电机（7）的轴线方向设置；所述复位弹簧（10）安装在所述滑动部（92）与所述挡板（913）之间。
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