CN105460146A - 小微发电自行车 - Google Patents
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Abstract
一种具有前后两个车轮、蓄电池和盘式电机的小微发电自行车,该车具有一个尾旋式折叠车架以及一整套模式转换系统,其中尾旋式折叠车架带有一个可旋转的后叉,一个向侧面放倒的折叠座梁,一个具有单边折缩把的折叠把;模式转换系统具有一个模式切换按钮,安装在车把上,模式切换按钮放开弹起为“开”态,按下为“关”态,可选择系统进入电动行驶、脚踏骑行以及发电等三种工作模式,因而具有更广泛的使用功能,不但是开车族、乘车族、旅游族理想的代步交通工具,而且可为野营、停电各种场所提供应急电能、为电瓶充电启动汽车,为健身美体提供随时随地的锻炼机会,一骑多能,生活必须,低碳环保,人人受益。
Description
技术领域
本发明涉及交通领域中的一种特殊的微型电动自行车,该车超轻超小,可电动可骑行并可脚踏发电,为广大开车族和乘车族带来极大方便。
背景技术
全世界的人们都希望有一辆可以随身携带的小型电动自行车,但至今无法实现。美国发明PEDALGENERATOEELECTRICBICYCLE(US2012/0202649A1)脚踏发电电动自行车虽然可以发电,但该车专门设有脚踏发电机,又在前轮装有驱动电机,设备大而笨拙。我国专利ZL201320144152.X节能发电电动车与美国专利类似,装有前后轮毂电机、中间装有发电机,并且设置左、右转把和左右控制器,结构复杂发电量不大,而且车体庞大没有脚踏功能。目前,国内外的现有技术在微型可携带式电动自行车方面尚无进展,再要求微型可携带电动自行车具有发电功能更是难上加难。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种全新的小微发电自行车,即一种特殊的微型电动自行车,该车具有独创的折叠结构和模式转换系统,使该车更轻更小,不但可电动可脚踏,而且可脚踏发电为电瓶充电启动车辆。同时,由于该车电机电池可在瞬间取下,上飞机下地铁走遍天涯无障碍,将成为人们随身使用的交通工具。
为实现上述技术目标,本发明所采取的技术方案是:一种具有前后两个车轮、蓄电池和盘式电机的小微发电自行车,该车具有一个尾旋式折叠车架以及一整套模式转换系统,其中尾旋式折叠车架带有一个可旋转的后叉,一个向侧面放倒的折叠座梁,一个具有单边折缩把的折叠把;模式转换系统具有一个模式切换按钮,安装在车把上,模式切换按钮放开弹起为“开”态,按下为“关”态,可选择系统进入电动行驶、脚踏骑行以及发电等三种工作模式。所述尾旋式折叠车架分主梁和尾旋式后叉两部分,在主梁的后面焊接有后叉折叠舱,后叉使用关节轴穿接在后叉折叠舱内,主梁前面焊接有三通,折叠把安装在三通上;折叠把由两部分构成,把立管加把梁连体部分称为固定把,单边可伸缩部分称为折缩把,在折缩把上设有一个弹簧锁扣,在把梁上设有两个位置锁孔,将折缩把推进把梁内部,当弹簧锁扣从内侧位置锁孔中弹出时,即锁定骑行位置,将单边折缩把从把梁内拉出,弹簧锁扣从内侧位置锁孔滑到外侧的位置锁孔并弹出时,折缩把可以弹簧锁扣为轴旋转90度,实现单边折叠;所述主梁后面焊接有座梁折叠卡,折叠座梁就安装在座梁折叠卡上;主梁的前端设有舷窗,控制器可以从舷窗放入主梁内,舷窗封板使用螺栓锁紧在舷窗上;主梁的后端是开放的,蓄电池可从开口端放入主梁内。所述关节轴就是中间轴,在关节轴上安装加速轮;加速轮是一个同轴链轮,其中小链轮与前面五通上的轮盘链接,其中大链轮与后轮右侧轮毂上的链飞轮相链接,从而构成脚踏加速装置;当后轮轮径为10英寸时,脚踏加速装置传动速度比的最佳取值为7。在后轮右侧轮毂上设有花键槽和螺口,在齿飞轮上设有与花键槽相配合的花键,齿飞轮可以安装在花键槽内,然后将链飞轮通过轮毂上的螺口紧密安装在齿飞轮的外侧,链飞轮和齿飞轮共同安装在一个轮毂上,构成齿链复合飞轮;其中链飞轮具有通用的超越离合器结构,而齿飞轮不具有通用的超越离合器结构,仅是一个死飞轮。所述后叉的右侧后叉腿上设有安装板,永磁盘式电机固定在安装板上,右侧后叉腿上还设有一个轴承座,在轴承座上安装有减速轮,减速轮是一个同轴齿轮,其中大齿轮与永磁盘式电机的电机轮相啮合,其中小齿轮与齿飞轮啮合;电机轮、减速轮、齿飞轮良好啮合,构成齿轮减速装置;当后轮轮轮径为10英寸时,电机减速装置传动速度比的最佳取值为8。所述永磁盘式电机、齿链复合飞轮、脚踏加速装置、电机减速装置以及模式控制器五者共同构成模式转换系统,五者的连接结构是:齿链复合飞轮一方面通过电机减速装置与永磁盘式电机啮合,一方面通过脚踏加速装置与轮盘相链接,永磁盘式电机的电源线与模式控制器的功率输出端相连接,模式控制器的电源输入端与蓄电池相连接,模式控制器的发电输出端与调压整流器相连接,调压整流器的输出端与用电器相连接。所述模式控制器与通用电动自行车控制器的区别特征在于,该控制器具有电子换向电路,电子换向电路设有电子开关器件,电子开关器件使用大功率双向可控硅,双向可控硅的第一阳极与模式控制器的功率输出端相连接,双向可控硅的第二阳极与调压整流器输入端相连接,而模式控制器的内功率电路并联在每只双向可控硅的第一阳极上;电子换向电路设有门极触发电路,双向可控硅的门极与门极触发电路相连接,触发电路开关就是模式切换按钮,模式切换按钮与刹车断电开关并联;当按下模式切换按钮时,门极触发电路令双向可控硅导通,由于刹车断电开关同时被启动,此时功率电路被断开,永磁盘式电机与调压整流器的连接被接通,系统进入发电运行模式;相反,当模式切换按钮被放开时,门极触发电路令双向可控硅关断,而此时发电输出线路被断开,功率电路被接通,机组进入电动及脚踏驱动模式。所述电子换向电路的电子开关器件还可以使用继电器:电机电源线与继电器的刀端相连接,继电器的常闭触点与控制器的功率输出端相连接,控制器的电源输入端与蓄电池的正负极相连接,继电器的常开触点与调压整流器的输入端相连接,调压整流器的输出端与用电器相连接,继电器的控制脚通过模式切换开关与控制器相连接,模式切换按钮安装在车把上;继电器也可以设计独立的切换电路,使用稳压电路连接在蓄电池上。所述模式控制器是模式转换系统的控制中心,而齿链复合飞轮是模式转换系统的执行关键,其联合控制结构是:当模式切换按钮弹起处于“开”态时,常闭触点闭合,常开触点断开,此时永磁盘式电机的电源线与控制器的功率输出端保持接通,因而系统的工作状态是电动和脚踏驱动工作模式;此时若转动右手的加速把,模式控制器的功率输出电路启动电流输入永磁盘式电机,由于齿飞轮是死飞,电机转动必然带动车轮转动,系统进入电动行驶状态,考虑到链飞轮是超越离合器,电动行驶令链飞轮的棘齿轮转动形成超越空转,因而链条不会随动;此时若放开加速把,功率输出电路关断,因没有电流电机停转,另一方面,人力脚踏令轮盘转动,通过脚踏加速装置链飞轮带动后轮转动,从而实现人力脚踏骑行,虽然齿飞轮是死飞,由于车轮的转动令电机轮加速飞快转动,但此时加速把放开功率输出电路关断,电机仍属空转,因而并不产生磁阻影响骑行;当模式切换按钮按下处于“关”态时,继电器与模式控制器的连接被接通,线圈因有电流而吸合,常闭触点断开,常开触点闭合,永磁盘式电机的电源线与调压整流器的输入端接通,因而系统进入发电工作模式,此时人工脚踏令链飞轮加速转动,与链飞轮同轴的齿飞轮跟随转动,而电机减速装置反向工作又使电机进一步加速转动,要求脚踏加速装置和电机减速装置的传动速比分别取7和8,则总加速比就是56,按人力脚踏中速每两秒转1圈计算,则轮盘的转速是30rpm,电机转速则是1680rpm,属正常发电的转速。所述永磁盘式电机的外壳上设有两个以上的同向开口挂脚,使用电机快拆锁将永磁盘式电机锁定在尾旋式后叉的安装板上;松开快拆锁,可沿同向开口挂脚的反方向将电机从后叉上取下;永磁盘式电机取下后,脚踏加速装置的工作不受任何影响,系统仍有脚踏骑行模式;此时可在后轮安装轮毂电机。
本发明采用带折叠卡的座梁、单边折缩把和尾旋式后叉,使整车结构紧凑坚固,折叠简单快速,抛弃了传统的拦腰对头折叠方式,通过计算安排,充分利用40*35cm的空间,折叠后尺寸极其单薄小巧;模式控制器和齿链复合飞轮构成的模式转换系统具有电动行驶、脚踏骑行和发电三种工作模式,使得本发明不但是一辆电动自行车,而且也是一台脚踏发电机,因而具有更广泛的使用功能,不但是开车族、乘车族、旅游族理想的代步交通工具,而且可当小型发电机为野营、停电各种场所提供应急电能、为汽车电瓶充电启动汽车,而且还可用作储能健身机为健身一组族锻炼身体,健身节能、低碳环保,其进步意义十分明显。
附图说明
下面结合附图及实施例,对本发明作进一步说明。
图1是本发明公开的一种小微发电自行车整体结构示意图。
图2是本发明公开的脚踏加速装置结构示意图。
图3-1、图3-2、图3-3是本发明公开的齿链复合飞轮结构示意图。
图4-1、图4-2是本发明公开的永磁盘式电机安装示意图。
图4-3是齿轮减速装置结构示意图。
图5-1、图5-2是本发明本发明公开的折缩把结构示意图。
图6-1是本发明公开的一种模式转换系统结构示意图。
图6-2是本发明公开的另一种模式转换系统电动脚踏模式状态示意图。
图6-3是本发明公开的另一种模式转换系统发电状态示意图。
图6-4是本发明公开的又一种模式转换系统结构示意图。
图7是本发明公开的另一种轮毂式小微发电自行车结构示意图。
图1、图7中,1.4是折叠车把,1是尾旋式折叠车架,S是模式切换按钮,1.6是五通,8是蓄电池,1.0是主梁,1A是后叉折叠舱,2C是曲柄脚蹬,1.3A是关节轴,1.5是座梁,1.5A是座梁折叠卡1.3B是尾旋锁扣,1.3是后叉,30是永磁盘式电机,3是齿轮减速后驱动系统,3A是电机轮,3B是减速轮,5是后轮,3AA是齿飞轮,10是支撑架,1.7是舷窗,6是控制器,1.41是把折叠卡,1.1是三通,1.2是前叉,4是前轮,300是轮毂电机。
图2中,2A.1是齿轮盘,1.6是五通,2D1是前链条,2是脚踏加速装置,2A.2是加速小轮,2B是加速大轮,2D2是后链条,2AA是链飞轮,,3H是轮毂电机。
图3-1、图3-2、图3-3中,32是齿链复合飞轮,A31是花键,A2A是齿飞轮棘轮座,A21是接口螺纹。
图4-1、图4-2、图4-3中,1.3C是安装座,3.1是电机快拆锁,3.2是同向开口挂脚。
图5-1、图5-2中,1.4A是位置锁孔,1.4B是弹簧锁扣,1.43是固定把,1.42是折缩把。
图6-1中,L是用电器,7是调压整流器,r调压整流器输出端,(y、x、z)是调压整流其输入端,6是模式控制器,P是功率电路,T是双向可控硅,T 1 是第二阳极,T 2 是第一阳极,G是门极,(i、h)电源输入端,(m、n、v)是功率输出端,o是加速把控制端,u是模式控制端,Q是门极触发电路,K是刹车断电开关,S是模式切换按钮,6A是加速把。
图6-2、图6-3中,J是继电器,(e、f)是继电器控制端,(J 1-1 、J 2-1 、J 3-1 )是常闭触点,(J 1-2 、J 2-2 、、J 3-2 )是常开触点。
图6-4中,W是继电器稳压电路,d是电源输入端。
具体实施方式
如图1、图2、图3-1、图3-2、图3-3、图4-1、图4-2、、图4-3、图5-1、图5-2、图7所示,小微发电自行车具有一个尾旋式折叠车架1,以及由齿链复合飞轮32、脚踏加速装置2、电机减速装置3、模式控制器6构成的模式转换系统。其中尾旋式折叠车架1带有一个可旋转的后叉1.3,一个向侧面放倒的折叠座梁1.5,一个具有单边折缩把的折叠把1.4;模式转换系统具有一个模式切换按钮S,安装在车把1.4上,模式切换按钮S放开弹起为“开”态,按下为“关”态,可选择系统进入电动行驶、脚踏骑行以及发电等三种工作模式。尾旋式折叠车架1分主梁1.0和尾旋式后叉1.3两部分,在主梁1.0的后面焊接有后叉折叠舱1A,后叉1.3使用关节轴即中间轴1.3A穿接在后叉折叠舱1A内,主梁1.0前面焊接有三通1.1,折叠把1.4安装在三通1.2上;折叠把1.4由两部分构成,把立管加把梁连体部分称为固定把1.43,单边可伸缩部分称为折缩把1.42,在折缩把1.42上设有一个弹簧锁扣1.4B,在把梁上设有两个位置锁孔1.4A,将折缩把1.42推进把梁内部,当弹簧锁扣1.4B从内侧位置锁孔1.4A中弹出时,即锁定骑行位置,将单边折缩把1.42从把梁内拉出,弹簧锁扣1.4B从内侧位置锁孔1.4A滑到外侧的位置锁孔1.4A并弹出时,折缩把1.42可以弹簧锁扣1.4B为轴旋转90度,实现单边折叠;主梁1.0后面焊接有座梁折叠卡1.5A,折叠座梁1.5就安装在座梁折叠卡1.5A上;主梁1.0的前端设有舷窗1.7,模式控制器6可以从舷窗1.7放入主梁1.0内,舷窗封板使用螺栓锁紧在舷窗1.7上;主梁1.0的后端是开放的,蓄电池8可从开口端放入主梁1.0内。关节轴就是中间轴1.3A,在关节轴1.3A上安装加速轮;加速轮是一个同轴轮,其中小链轮2A.2与前面五通1.6上的轮盘2A.1链接,其中大链轮2B与后轮5右侧轮毂上的链飞轮2AA相链接,从而构成脚踏加速装置2;当后轮轮径为10英寸时,脚踏加速装置传动速度比的最佳取值为7。在后轮5右侧轮毂上设有花键槽和螺口,在齿飞轮3AA上设有与花键槽相配合的花键A31,齿飞轮3AA可以安装在花键槽内,然后将链飞轮2AA通过轮毂上的螺口紧密安装在齿飞轮3AA的外侧,链飞轮2AA和齿飞轮3AA共同安装在一个轮毂上,构成齿链复合飞轮32;其中链飞轮具有通用的超越离合器结构,而齿飞轮不具有通用的超越离合器结构,仅是一个死飞轮。后叉1.3的右侧后叉腿上设有安装板1.3C,永磁盘式电机30固定在安装板1.3C上,右侧后叉腿1.3上还设有一个轴承座,在轴承座上安装有减速轮3B,减速论是一个同轴齿轮,其中大齿轮与永磁盘式电机30的电机轮3A相啮合,其中小齿轮与齿飞轮3AA啮合;电机轮3A、减速轮3B、齿飞轮3AA良好啮合,构成齿轮减速装置3;当后轮轮径为10英寸时,电机减速装置传动速度比的最佳取值为8。永磁盘式电机30、齿链复合飞轮32、脚踏加速装置2、电机减速装置3以及模式控制器6五部分共同构成模式转换系统,五部分的连接结构是:齿链复合飞轮32一方面通过电机减速装置3与永磁盘式电机30啮合,一方面通过脚踏加速装置2与轮盘2A.1相链接,永磁盘式电机30的电源线与模式控制器6的功率输出端(m、n、v)相连接,模式控制器6的电源输入端(i、h)与蓄电池8相连接,模式控制器6的输出端与调压整流器的输入端(y、x、z)7相连接,调压整流器7的输出端r与用电器L相连接。模式控制器6与通用电动自行车控制器的区别特征在于,该控制器具有电子换向电路,电子换向电路设有电子开关器件,电子开关器件使用大功率双向可控硅T,双向可控硅T的第一阳极T 2 与模式控制器的功率输出端(m、n、v)相连接,双向可控硅T的第二阳极T 1 与调压整流器输入端(y、x、z)相连接,而模式控制器6内的功率电路P并联在每只双向可控硅的第一阳极T 2 上;电子换向电路设有门极触发电路Q,双向可控硅的门极G与门极触发电路Q相连接,触发电路开关就是模式切换按钮S,模式切换按钮S与刹车断电开关K并联;当按下模式切换按钮S时,门极触发电路令双向可控硅T导通,由于刹车断电开关K同时被断开,此时功率电路P被断开,永磁盘式电机30与调压整流器7的(y、x、z)连接被接通,系统进入发电运行模式;相反,当模式切换按钮S被放开时,门极触发电路令双向可控硅T关断,而此时发电输出线路被断开,功率输入P被接通,机组进入电动及脚踏驱动模式。电子换向电路的电子开关器件还可以使用继电器J:电机电源线与继电器J的刀端相连接,继电器的常闭触点(J 1-1 、J 2-1 、J 3-1 )与模式控制器6的功率输出端(m、n、v)相连接,模式控制器6的电源输入端(g、h)与蓄电池8的正负极相连接,继电器J的常开触点(J 1-2 、J 2-2 、、J 3-2 )与调压整流器的输入端(y、q、p)相连接,调压整流器的输出端r与用电器L相连接,继电器J的控制端(e、f)通过模式切换按钮S与模式控制器相6连接,模式切换按钮S安装在车把1.4上;继电J也可以设计独立的切换电路W,使用稳压电路d连接在蓄电池8上。模式控制器6是模式转换系统的控制中心,而齿链复合飞轮32是模式转换系统的执行关键,其联合控制结构是:当模式切换按钮S弹起处于“开”态时,常闭触点闭合,常开触点断开,此时永磁盘式电机30的电源线与模式控制器6的功率输出端(m、n、v)保持接通,因而系统的工作状态是电动和脚踏驱动工作模式;此时若转动右手的加速把6A,模式控制器6的功率输出电路P启动电流输入永磁盘式电机30,由于齿飞轮3AA是死飞,电机转动必然带动车轮5转动,系统进入电动行驶状态,考虑到链飞轮2AA是超越离合器,电动行驶令链飞轮2AA的棘齿轮A2A转动形成超越空转,因而链条(2D1、2D2)不会随动;此时若放开加速把6A,功率输出电路P关断,因没有电流电机停转,另一方面,人力脚踏令轮盘2A.1转动,通过脚踏加速装置2链飞轮2AA带动后轮5转动,从而实现人机脚踏骑行,虽然齿飞轮3AA是死飞,车轮5的转动令电机轮3A跟随飞快转动,但此时加速把6A放开功率电路P关断,电机仍属空转,因而并不产生磁阻影响骑行;当模式切换按钮S按下处于“关”态时,继电器J与模式控制器6的连接被接通,线圈因有电流而吸合,常闭触点断开,常开触点闭合,永磁盘式电机30的电源线与调压整流器的输入端(y、x、z)接通,因而系统进入发电工作模式,此时人工脚踏令链飞轮2AA加速转动,与链飞轮2AA同轴的齿飞轮3AA跟随转动,而电机减速装置3反向工作又使电机进一步加速转动,要求脚踏加速装置2和电机减速装置3的传动速比分别取7和8,则总加速比就是56,按人力脚踏中速每两秒转1圈计算,则轮盘的转速是30rpm,电机转速则是1680rpm,属正常发电的转速。当然,脚踏加速装置2和电机减速装置3的传动速比不仅限于7和8的取值,视不同结构、不同极数的电机,以及不同轮径的后轮5,传动速比的取值有所不同。永磁盘式电机30的外壳上设有两个以上的同向开口挂脚3.2,使用电机快拆锁3.1将永磁盘式电机30锁定在尾旋式后叉1.3的安装板1.3C上;松开快拆锁3.1,可沿同向开口挂脚3.2的反方向将永磁盘式电机30从后叉1.3上取下;永磁盘式电机30取下后,脚踏加速装置2的工作不受任何影响,系统仍有脚踏骑行模式;此时可在后轮5上安装轮毂电机300。
如图1、图2、图7所示,本发明具有独特的四个折叠机构,其中每一个折叠机构都是独立的没有连带关系:第一尾旋式后叉1.3以关节轴1.3A为轴心向车架内旋转使后轮5到主梁1.0下,此折叠机构将脚踏加速装置2的后链传部分以及电机减速装置3都在做了旋转移动;第二转动折叠车把1.4令前轮4向右侧扭转向右后方;第三打开把折叠卡1.41令车把1.4向车梁1.0左侧放倒,并将折缩把1.42从固定把1.43中拉出向上折叠90度;第四松开座梁折叠卡1.5A令座梁1.5向主梁1.0右侧放倒90度。由于三个折叠点互不相干且没有另加附件,折叠过程没有互相连带的牵制力,因而折叠极其轻松容易,但折叠效率极大,折叠后体积超级小巧,可装入40*35cm2普通背包内携带,外出旅行极其方便。
如图4-1、如图4-2、如图4-3所示,永磁盘式电机30的外壳上设有两个以上的同向开口挂脚3.2,在尾旋式后叉1.3的右叉腿上设有安装板1.3C,使用电机快拆锁3.1将可拆电机30锁定在尾旋式后叉的安装板1.3C上;松开快拆锁,可沿挂脚开口的反方向将永磁盘式电机30从尾旋式后叉1.3上取下。
如图7所示,永磁盘式电机30和蓄电池8同时从主梁上拆下,电机减速装置3因而无法在电驱动模式下工作,但脚踏加速装置2并不会受到影响,仍然可以在脚踏骑行模式下正常工作;此时可在后轮5上安装轮毂电机300。
Claims (10)
1.一种具有前后两个车轮、蓄电池和盘式电机的小微发电自行车,其特征在于:该车具有一个尾旋式折叠车架(1)以及一整套模式转换系统,其中尾旋式折叠车架(1)带有一个可旋转的后叉(1.3),一个向侧面放倒的折叠座梁(1.5),一个具有单边折缩把(1.42)的折叠把(1.4);模式转换系统具有一个模式切换按钮(S),安装在车把(1.4)上,模式切换按钮(S)放开弹起为“开”态,按下为“关”态,可选择系统进入电动行驶、脚踏骑行以及发电等三种工作模式。
2.如权利要求1所述的小微发电自行车,其特征在于:尾旋式折叠车架(1)分主梁(1.0)和尾旋式后叉(1.3)两部分,在主梁(1.0)的后面焊接有后叉折叠舱(1A),后叉(1.3)使用关节轴(1.3A)穿接在后叉折叠舱(1A)内,主梁(1.0)前面焊接有三通(1.1),折叠把(1.4)安装在三通(1.2)上;折叠把(1.4)由两部分构成,把立管加把梁连体部分称为固定把(1.43),单边可伸缩部分称为折缩把(1.42),在折缩把(1.42)上设有一个弹簧锁扣(1.4B),在把梁上设有两个位置锁孔(1.4A),将折缩把(1.42)推进把梁内部,当弹簧锁扣(1.4B)从内侧位置锁孔(1.4A)中弹出时,即锁定骑行位置,将单边折缩把(1.42)从把梁内拉出,弹簧锁扣(1.4B)从内侧位置锁孔(1.4A)滑到外侧的位置锁孔(1.4A)并弹出时,折缩把(1.42)可以弹簧锁扣(1.4B)为轴旋转90度,实现单边折叠;主梁(1.0)后面焊接有座梁折叠卡(1.5A),折叠座梁(1.5)就安装在座梁折叠卡(1.5A)上;主梁(1.0)的前端设有舷窗(1.7),模式控制器(6)可以从舷窗(1.7)放入主梁(1.0)内,舷窗封板使用螺栓锁紧在舷窗(1.7)上;主梁(1.0)的后端是开放的,蓄电池(8)可从开口端放入主梁(1.0)内。
3.如权利要求2所述的小微发电自行车,其特征在于:关节轴就是中间轴(1.3A),在关节轴(1.3A)上安装加速轮(2A.2、2B);加速轮是一个同轴链轮,其中小链轮(2A.2)与前面五通(1.6)上的轮盘(2A.1)链接,其中大链轮(2B)与后轮右侧轮毂上的链飞轮(2AA)相链接,从而构成脚踏加速装置;当后轮轮径为10英寸时,脚踏加速装置(2)传动速度比的最佳取值为7。
4.如权利要求2所述的小微发电自行车,其特征在于:安装在后叉(1.3)上的后轮(5)右侧轮毂上设有花键槽和螺口,在齿飞轮(3AA)上设有与花键槽相配合的花键(A31),齿飞轮(3AA)可以安装在花键槽内,然后将链飞轮(2AA)通过轮毂上的螺口紧密安装在齿飞轮(3AA)的外侧,链飞轮(2AA)和齿飞轮(3AA)共同安装在一个轮毂上,构成齿链复合飞轮(32);其中链飞轮(2AA)具有通用的超越离合器结构,而齿飞轮(3AA)不具有通用的超越离合器结构,仅是一个死飞轮。
5.如权利要求2所述的小微发电自行车,其特征在于:后叉(1.3)的右侧后叉腿上设有安装板(1.3C),永磁盘式电机(30)固定在安装板(1.3C)上,右侧后叉腿上还设有一个轴承座,在轴承座上安装有减速轮(3B),减速轮是一个同轴齿轮,其中大齿轮与永磁盘式电机的电机轮(3A)相啮合,其中小齿轮与齿飞轮(3AA)啮合;电机轮(3A)、减速轮(3B)、齿飞轮(3AA)良好啮合,构成齿轮减速装置(3);当后轮轮轮径为10英寸时,电机减速装置(3)传动速度比的最佳取值为8。
6.如权利要求5所述的小微发电自行车,其特征在于:永磁盘式电机(30)、齿链复合飞轮(32)、脚踏加速装置(2)、电机减速装置(3)以及模式控制器(6)五部分共同构成模式转换系统,五部分的连接结构是:齿链复合飞轮(32)一方面通过电机减速装置(3)与永磁盘式电机(30)啮合,一方面通过脚踏加速装置(2)与轮盘(2A.1)相链接,永磁盘式电机(30)的电源线与模式控制器(6)的功率输出端(m、n、v)相连接,模式控制器(7)的电源输入端(i、h)与蓄电池(8)相连接,模式控制器(7)的输出端与调压整流器的输入端(y、x、z)相连接,调压整流器的输出端(r)与用电器(L)相连接。
7.如权利要求6所述的小微发电自行车,其特征在于:所述模式控制器(6)与通用电动自行车控制器的区别特征在于,该控制器具有电子换向电路,电子换向电路设有电子开关器件,电子开关器件使用大功率双向可控硅T,双向可控硅T的第一阳极T2与模式控制器(6)的功率输出端(m、n、v)相连接,双向可的第二阳极T1与调压整流器(7)的输入端(y、x、z)相连接,而模式控制器(6)的功率电路P并联在每只双向可控硅的第一阳极T2上;电子换向电路设有门极触发电路(Q),双向可控硅的门极G与门极触发电路(Q)相连接,触发电路开关就是模式切换按钮(S),模式切换按钮(S)与刹车断电开关K并联;当按下模式切换按钮(S)时,门极触发电路(Q)令双向可控硅T导通,由于刹车断电开关K同时被启动,此时功率电路P被断开,永磁盘式电机(30)与调压整流器(7)的输入(y、x、z)连接被接通,系统进入发电运行模式;相反,当模式切换按钮(S)被放开时,门极触发电路(Q)令双向可控硅T关断,而此时发电输出线路被断开,功率电路P被接通,机组进入电动及脚踏驱动模式。
8.如权利要求7所述的小微发电自行车,其特征在于:电子换向电路的电子开关器件还可以使用继电器J:电机电源线与继电器J的刀端相连接,继电器J的常闭触点(J1-1、J2-1、J3-1)与模式控制器(6)的功率输出端(m、n、v)相连接,模式控制器(6)的电源输入端(i、h)与蓄电池(8)的正负极相连接,继电器J的常开触点(J1-2、J2-2、J3-2 )与调压整流器的输入端(y、x、z)相连接,调压整流器的输出端r与用电器L相连接,继电器J的控制端(e、f)通过模式开关与模式控制器(6通过模式切换按钮(S)与模式控制器(6)相连接,模式切换按钮(S)安装在车把(1.4);继电器J也可以设计独立的切换电路(W),使用稳压电路d连接在蓄电池(8)上。
9.如权利要求4、或6所述的小微发电自行车,其特征在于:所述模式控制器(6)是模式转换系统的控制中心,而齿链复合飞轮(32)是模式转换系统的执行关键,其联合控制结构是:当模式切换按钮(S)弹起处于“开”态时,J继电器常闭触点闭合,常开触点断开,此时永磁盘式电机(30)的电源线与控制器的功率输出端(m、n、v)保持接通,因而系统的工作状态是电动和脚踏驱动工作模式;此时若转动右手的加速把(6A),模式控制器(6)的功率电路P启动电流输入永磁盘式电机(30),由于齿飞轮(3AA)是死飞,电机转动必然带动车轮(5)转动,系统进入电动行驶状态,考虑到链飞轮(2AA)是超越离合器,电动行驶令链飞轮(2AA)的棘齿轮转动形成超越空转,因而链条(2D1、2D2)不会随动;此时若放开加速把(6A),功率电路P关断,因没有电流电机停转,另一方面,人力脚踏令轮盘(2A.1)转动,通过脚踏加速装置(2)链飞轮带动后轮(5)转动,从而实现人力脚踏骑行,虽然齿飞轮(3AA)是死飞,由于车轮(5)的转动令电机轮(2A)加速飞快转动,但此时功率电路关断,电机仍属空转,因而并不产生磁阻影响骑行;当模式切换按钮(S)按下处于“关”态时,继电器J与模式控制器的连接被接通,线圈因有电流而吸合,常闭触点断开,常开触点闭合,永磁盘式电机(30)的电源线与调压整流器的输入端(y、x、z)接通,因而系统进入发电工作模式,此时人工脚踏令链飞轮(2AA)加速转动,与链飞轮(2AA)同轴的齿飞轮(3AA)跟随转动,而电机减速装置(3)反向工作又使永磁盘式电机(30)进一步加速转动,要求脚踏加速装置(2)和电机减速装置(3)的传动速比分别取7和8,则总加速比就是56,按人力脚踏中速每两秒转1圈计算,则轮盘(2A.1)的转速是30rpm,永磁盘式电机(30)转速则是1680rpm,属正常发电的转速。
10.如权利要求5所述的小微发电自行车,其特征在于:所述永磁盘式电机(30)的外壳上设有两个以上的同向开口挂脚(3.2),使用电机快拆锁(3.1)将永磁盘式电机(30)锁定在尾旋式后叉(1.3)的安装板(1.3C)上;松开快拆锁(1.3C),可沿同向开口挂脚(3.2)的反方向将永磁盘式电机(30)从后叉(1.3)上取下;永磁盘式电机(30)取下后,脚踏加速装置(2)的工作不受任何影响,系统仍有脚踏骑行模式;此时可在后轮(5)安装轮毂电机(300)。
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