CN105882852A - 一种带电磁发电的自行车前叉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带电磁发电的自行车前叉装置，包括内套筒和外套筒，内套筒以轴向滑动的方式嵌入外套筒；内套筒的内部同轴设置避震弹簧，外套筒的内部同轴设置弹簧杆；避震弹簧上端与内套筒上端固接，避震弹簧下端与弹簧杆的顶端固接；弹簧杆底端与外套筒内部的底盖隔层固接；弹簧杆外壁设置绝缘套管，绝缘套管外壁和外套筒内壁设置极性相反的永磁体；同时在极性相反的永磁体之间悬空设置密绕感应线圈，密绕感应线圈与内套筒下端通过绝缘连杆固接。该装置能够将减震过程中获得的能量转存到蓄电池中，可备车辆夜间供电使用，避免使用额外电源供电从而实现节能功效。
Description
技术领域
本发明涉及自行车前叉装置，具体涉及一种带电磁发电的自行车前叉装置。
背景技术
前叉部件在山地车的前轮上部，其上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前车轮轴部配合，是车辆导向系统的重要部分。目前常规山地车的前叉均带有减震功能，可分为油簧或气簧等类型，将刹车或颠簸时的动能转换为弹簧的弹性势能，后通过阻尼介质在活塞及阀系等零件之间流动产生摩擦，最终将能量转换为阻尼介质的发热并白白耗散。此类常规山地车对减震过程中的能量进行了耗散而非转化利用，不符合提高能量利用的要求。
中国发明专利(CN 105262312 A)公开一种基于电磁感应原理的山地自行车前叉避震发电装置，前叉行程管里安装有一发电铁芯，上端有保护端盖，对应的前叉外管外侧安装有多个强磁铁；其中，发电铁芯安装在前叉避震弹簧内部，且上端固定在前叉行程管内顶部里，强磁铁安装在磁铁固定模块上，该磁铁固定模块套装且固定在前叉外管外侧上；发电铁芯的下部外周绕有漆包线圈，漆包线圈的两条引线由前叉行程管上端引出与储电设备连接。经分析发现，上述设计无法实现发电功能，当强磁铁的极性交替分布时，穿越线圈的磁力线方向也是在空间沿线圈周向交替变化，不同方向电流相互抵消无法产生电流；当强磁体的极性为同一方向时，会在两个磁极之间等效得到一个方向相反的磁极，因此总体来看磁铁的极性依然是交替分布，所以仍然无法产生感应电流，故该专利所述结构实际无法产生电流。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种带电磁发电的自行车前叉装置，解决了前叉无法利用耗损能量的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：
一种带电磁发电的自行车前叉装置，包括内套筒和外套筒，所述的内套筒以轴向滑动的方式嵌入外套筒；所述的内套筒的内部同轴设置避震弹簧，所述的外套筒的内部同轴设置弹簧杆；所述的避震弹簧上端与内套筒上端固接，避震弹簧下端与弹簧杆的顶端固接；所述的弹簧杆底端与外套筒内部的底盖隔层固接；所述的弹簧杆外壁设置绝缘套管，所述的绝缘套管外壁和外套筒内壁设置极性相反的永磁体；同时在极性相反的永磁体之间悬空设置密绕感应线圈，所述的密绕感应线圈与内套筒下端通过绝缘连杆固接。
上述技术方案中，内套筒相对于外套筒的轴向运动，内套筒上部分的避震弹簧用于快速吸收行车过程中垂直方向的动量，并进行阻尼振动；密绕感应线圈能够随着内套筒进行轴向运动，永磁铁贴附于外套筒内壁与绝缘套管的外壁，在间隙空间提供径向方向的辐射磁场，密绕感应线圈能够切割极性相反的永磁体之间的磁感线，产生电流。
其中，一方面，绝缘连杆起到了连接密绕感应线圈和内套筒的作用，而绝缘套筒则起到了固定永磁铁的作用；另一方面，绝缘连杆和绝缘套筒也起到了电气和磁路的隔离作用，使得发电电路不易发生短路，磁场不会发生畸变。
作为优选，所述的外套筒底部设置有与密绕感应线圈连接的稳流储能装置。所获得的电能能够及时转入稳流储能装置，防止电能的损耗。
作为优选，所述的稳流储能装置位于底盖隔层下部。底盖隔层的设置，能够使得稳流储能装置分离于上述的产电装置，防止相互之间的干扰；其次，能够作为弹簧杆的连接部，有效的提高空间的利用率。
作为优选，所述的底盖隔层具有通孔，密绕感应线圈的连接引线穿过通孔与稳流储能装置连接。
作为优选，所述的稳流储能装置包括全波整流桥、5V直流稳压电路和蓄电池。
作为优选，所述的蓄电池设有USB接头。
作为优选，所述的蓄电池为可重复充放电的锂电池。
作为优选，所述的外套筒的底部具有开孔。开孔的设置便于蓄电池的引线的通过，方便连接需电装置。
作为改进，所述的弹簧杆的顶端和内套筒上端具有凸起，所述的避震弹簧两端分别与凸起固接。凸起的设置便于避震弹簧与弹簧杆和内套筒之间的连接。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)将山地车减震过程获得的能量转存到蓄电池中，可备车辆夜间供电使用，避免使用额外电源供电从而实现节能功效。
(2)前叉管筒内部的空间被有效利用，同时在外观上不影响山地车原本的外形。
(3)前叉装置中设置绝缘连杆和绝缘套筒，起到了电气和磁路的隔离作用，使得发电电路不易发生短路，磁场不会发生畸变。
附图说明
图1为实施例中带电磁发电的自行车前叉装置的纵向剖面构造示意图；
图2为实施例中带电磁发电的自行车前叉装置的电路逻辑连接示意图。
图1中：1、内套筒；2、外套筒；3、避震弹簧；4、弹簧杆，5、绝缘套管；6、永磁体；7、密绕感应线圈；8、稳压储能装置；9、底盖隔层；10、绝缘连杆；11、通孔；12、开孔；13、凸起。
图2中：81、全波整流桥；82、5V直流稳压电路；83、蓄电池；14、USB接口。
具体实施方式
如图1所示，自行车前叉装置包括内套筒1和外套筒2，内套筒1以轴向滑动的方式嵌入外套筒2；内套筒1的内部同轴设置避震弹簧3，外套筒2的内部同轴设置弹簧杆4。避震弹簧3上端与内套筒1上端固接，避震弹簧3下端与弹簧杆4的顶端固接；弹簧杆4底端与外套筒2内部的底盖隔层9固接。
弹簧杆4外壁设置绝缘套管5，绝缘套管5外壁和外套筒2内壁设置极性相反的永磁体6；同时在极性相反的永磁体6之间悬空设置密绕感应线圈7，密绕感应线圈7与内套筒1下端通过绝缘连杆10固接。外套筒2底部设置有与密绕感应线圈7连接的稳流储能装置8。稳流储能装置8位于底盖隔层9下部。底盖隔层9具有通孔11，密绕感应线圈7的连接引线穿过通孔11与稳流储能装置8连接。
如图2所示，稳流储能装置8包括全波整流桥81、5V直流稳压电路82和蓄电池83。蓄电池83设有USB接口14。蓄电池83为可重复充放电的锂电池。外套筒2的底部具有开孔12。
当自行车发生垂直于行进方向的冲击时，前叉装置的避震弹簧3接收车辆动能，转化为弹性势能并进行上下振动。内套筒1随着避震弹簧3的压缩与拉长，相对外套筒2产生往复位移，通过绝缘连杆10带动密绕感应线圈7相对磁场产生同样的往复性位移。密绕感应线圈7不断切割磁感线获得交变感应电动势，经由全波整流桥81获得方向一致的电压输入，再通过5V直流稳压电路82转换为5V直流电压并向蓄电池83输入能量。USB接口14的长供电引线用于将蓄电池83和用电终端连接。
Claims (9)
1.一种带电磁发电的自行车前叉装置，包括内套筒(1)和外套筒(2)，所述的内套筒(1)以轴向滑动的方式嵌入外套筒(2)；
其特征在于：所述的内套筒(1)的内部同轴设置避震弹簧(3)，所述的外套筒(2)的内部同轴设置弹簧杆(4)；所述的避震弹簧(3)上端与内套筒(1)上端固接，避震弹簧(3)下端与弹簧杆(4)的顶端固接；所述的弹簧杆(4)底端与外套筒(2)内部的底盖隔层(9)固接；
所述的弹簧杆(4)外壁设置绝缘套管(5)，所述的绝缘套管(5)外壁和外套筒(2)内壁设置极性相反的永磁体(6)；同时在极性相反的永磁体(6)之间悬空设置密绕感应线圈(7)，所述的密绕感应线圈(7)与内套筒(1)下端通过绝缘连杆(10)固接。
2.根据权利要求1所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的外套筒(2)底部设置有与密绕感应线圈(7)连接的稳流储能装置(8)。
3.根据权利要求2所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的稳流储能装置(8)位于底盖隔层(9)下部。
4.根据权利要求3所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的底盖隔层(9)具有通孔(11)，密绕感应线圈(7)的连接引线穿过通孔(11)与稳流储能装置(8)连接。
5.根据权利要求2所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的稳流储能装置(8)包括全波整流桥(81)、5V直流稳压电路(82)和蓄电池(83)。
6.根据权利要求5所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的蓄电池(83)设有USB接口(14)。
7.根据权利要求5所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的蓄电池(83)为可重复充放电的锂电池。
8.根据权利要求1所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的外套筒(2)的底部具有开孔(12)。
9.根据权利要求1所述的带电磁发电的自行车前叉装置，其特征在于，所述的弹簧杆(4)的顶端和内套筒(1)上端具有凸起(13)，所述的避震弹簧(3)两端分别与凸起(13)固接。
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