CN106741397A - 脚踏车发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脚踏车发电系统，其包括脚踏车以及设置在脚踏车上的发电装置、储能装置、充放电控制管理装置及磁助力装置，所述的磁助力装置包括壳体、定子、转子和旋转轴，定子固定在壳体内侧壁上，转子设置在定子的中心轴孔内，转子与旋转轴固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极设置使得踏板车前进时产生前进扭矩，所述的发电装置的驱动轮设置在脚踏车的前轮、后轮或驱动轮中的一个或两个或三个上。本发明的脚踏车发电系统结构简单，故障率低，在发电状态下骑行更舒适省力，功能更多，用途更加广泛。

Description

脚踏车发电系统
技术领域
本发明涉及交通工具领域，特别涉及一种脚踏车发电系统。
背景技术
自法国人西夫拉克于1790年发明脚踏车以来，世界各地制造和使用的脚踏车不计其数，目前共享单车在全中国范围如雨后春笋一般在各个城市兴起，成为一个新兴的产业，而且无论是在城市还是农村，许多人士都拥有自己的脚踏车，脚踏车作为交通工具的基本功能早已体现得淋漓尽致，方便，环保还锻炼身体。庞大的脚踏车拥有量和广泛地使用还可以挖掘出更多的附加价值，因而，现有技术中就有了一些具有发电功能的脚踏车。
现有的发电脚踏车结构复杂，而且在骑行发电时，会增加负载，使骑车的人非常费力，因而需要对其进行改进。
发明内容
本发明的发明目的在于针对背景技术中所述的现有的发电踏板车结构复杂，骑车费力的问题，提供一种能够解决前述问题的脚踏车发电系统。
实现本发明的目的技术方案如下：
一种脚踏车发电系统，其包括脚踏车以及设置在脚踏车上的发电装置、储能装置、充放电控制管理装置及磁助力装置，所述的磁助力装置包括壳体、定子、转子和旋转轴，定子固定在壳体内侧壁上，转子设置在定子的中心轴孔内，转子与旋转轴固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极设置使得踏板车前进时产生前进扭矩，旋转轴穿过脚踏车的驱动轮的轴孔并与驱动轮固定连接，脚踏车的脚踏板分别对应固定在旋转轴的两端，所述的发电装置的驱动轮设置在脚踏车的前轮、后轮或驱动轮中的一个或两个或三个上，所述的充放电控制管理装置控制充电装置和储能装置的充电和放电工作。
上述方案中，所述的发电装置的驱动轮为蜗轮，驱动轮通过蜗杆带动发电机产生电能。通过蜗轮蜗杆机构带动发电机的转子转动，可以使发电机设置在距离脚踏车的前轮、后轮或驱动轮的转轴一定距离的地方，可以使脚踏车的各个部件布局更加合理，避免相互干扰，降低故障率。
上述方案中，所述的储能装置为蓄电池组或储能飞轮，所述的充放电控制管理装置将发电装置产生的交流电能转变为直流电能并有效地对蓄电池组进行充放电管理和保护，或将发电系统产生的能量用于增加储能飞轮的旋转速度。
上述方案中，所述的充放电控制管理装置实时检测骑行者的体能状态，关闭或开启发电装置。充放电控制管理装置可以通过骑行者骑行的时间和骑行的速度来判断骑行者的体能状态，来控制发电装置的开启和关闭。
上述方案中，所述充放电控制管理装置内置陀螺仪，在脚踏车处于上坡状态时，控制发电装置停止发电，以减少脚踏车上坡阻力。
上述方案中，所述的储能系统所储存的能量通过逆变系统输送到电网低压侧，或直接用于驱动直流负载，或通过逆变后驱动交流负载。
上述方案中，所述的脚踏车发电系统还包括定位装置，定位装置与远程的控制管理平台通信，控制管理平台远程监控和跟踪脚踏车实时状态和位置。
上述方案中，所述的脚踏车发电系统还包括数据传输装置，数据传输装置与控制管理平台通信，将脚踏车的发电数据以及向电网输电的数据发送至控制管理平台。
上述方案中，所述脚踏车发电系统还包括识别骑行者身份的身份识别装置，通过身份识别装置将车辆与骑行者身份信息、骑行时间、使储能装置储存的电量的相关信息绑定，并通过数据传输装置发送至控制管理平台。通过收集上述的信息，可以便于根据骑行者创造的电能的价值来作为支付报酬的依据。
上述方案中，所述脚踏车上还设有充电插座，充电插座与储能装置电连接，方便骑行者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。通过设置充电插座可以为手机、手提电脑、电灯等设备充电，便于这些用电器在户外使用。
本发明的脚踏车发电系统，设置了磁助力装置，使得脚踏车在充电时不增加或较少增加骑行的阻力，减少骑行者的体能消耗，保障骑行的舒适度。本发明的脚踏车发电系统结构简化，各部件之间相互干扰少，脚踏车的故障率更低。本发明的脚踏车发电系统用途广泛，既可以在停电时作为应急电源使用，又可以将骑行过程中发电装置产生的电能储存在储能装置内用于其他用电设备的充电，还可以逆变为交流电后并网发电。本发明的充放电控制管理装置可以根据骑行者的体能状态、路况等状态决定充电装置的开启和关闭，保障骑行者骑行的舒适度。
说明书附图
图1为本发明的脚踏车发电系统的结构示意图；
图2为发电装置安装在前轮的结构示意图；
图3为发电装置安装在后轮的结构示意图；
图4为磁助力装置的结构示意图；
图5为脚踏车发电系统与控制管理平台通信示意图；
图中，1为脚踏车，11为前轮、12为后轮，13为驱动轮，14为充电插座，2为发电装置，21为蜗轮，22为蜗杆，23为发电机，3为储能装置，4为充放电控制管理装置，5为磁助力装置，51为壳体，52为定子，53为转子，54为旋转轴，6为控制管理平台，7为定位装置，8为数据传输装置，9为身份识别装置。
具体实施方式
下面为本发明的具体实施方式：
如图1～图5所示，一种脚踏车发电系统，其包括脚踏车1以及设置在脚踏车1上的发电装置2、储能装置3、充放电控制管理装置4及磁助力装置5，所述的磁助力装置5包括壳体51、定子52、转子53和旋转轴54，定子52固定在壳体51内侧壁上，转子53设置在定子52的中心轴孔内，转子53与旋转轴54固定连接，定子52与转子53均为永磁体，定子52和转子53的磁极设置使得踏板车前进时产生前进扭矩，旋转轴54穿过脚踏车1的驱动轮13的轴孔并与驱动轮固定连接，脚踏车1的脚踏板分别对应固定在旋转轴54的两端，所述的发电装置2的驱动轮设置在脚踏车1的前轮11、后轮12或驱动轮中的一个或两个或三个上，如图1所示为发电装置2的驱动轮安装在脚踏车1的驱动轮13上的示意图，图2为发电装置2的驱动轮安装在脚踏车1的前轮11上的示意图，图3为发电装置2的驱动轮安装在脚踏车1的后轮12上的示意图，所述的充放电控制管理装置4控制充电装置和储能装置3的充电和放电工作。所述的储能装置3通常可以固定在脚踏车1的车座支柱、横梁、前斜梁、后斜梁或货架上，也可以根据需要固定在脚踏车1的其他部位。所述的充放电控制管理装置4安装在储能装置3上、发电装置2上或安装在脚踏车1上，充放电控制管理装置4分别与充电装置及储能装置3电连接。
上述方案中，所述的发电装置2的驱动轮为蜗轮21，驱动轮通过蜗杆22带动发电机23产生电能。通过蜗轮蜗杆机构带动发电机23的转子53转动，可以使发电机23设置在距离脚踏车1的前轮11、后轮12或驱动轮13的转轴一定距离的地方，可以使脚踏车1的各个部件布局更加合理，避免相互干扰，降低故障率。发电机23为内转子或外转子的永磁发电机23。
上述方案中，所述的储能装置3为蓄电池组或储能飞轮，所述的充放电控制管理装置4将发电装置2产生的交流电能转变为直流电能并有效地对蓄电池组进行充放电管理和保护，或将发电系统产生的能量用于增加储能飞轮的旋转速度。
上述方案中，所述的充放电控制管理装置4实时检测骑行者的体能状态，关闭或开启发电装置2。充放电控制管理装置4可以通过骑行者骑行的时间和骑行的速度来判断骑行者的体能状态，来控制发电装置2的开启和关闭。
上述方案中，所述充放电控制管理装置4内置陀螺仪，在脚踏车1处于上坡状态时，控制发电装置2停止发电，以减少脚踏车1上坡阻力。
上述方案中，所述的储能系统所储存的能量通过逆变系统输送到电网低压侧，或直接用于驱动直流负载，或通过逆变后驱动交流负载。
上述方案中，所述的脚踏车发电系统还包括定位装置7，定位装置7与远程的控制管理平台6通信，控制管理平台6远程监控和跟踪脚踏车1实时状态和位置。
上述方案中，所述的脚踏车发电系统还包括数据传输装置8，数据传输装置8与控制管理平台6通信，将脚踏车1的发电数据以及向电网输电的数据发送至控制管理平台6。
上述方案中，所述脚踏车发电系统还包括识别骑行者身份的身份识别装置9，通过身份识别装置9将车辆与骑行者身份信息、骑行时间、使储能装置3储存的电量的相关信息绑定，并通过数据传输装置8发送至控制管理平台6。通过收集上述的信息，可以便于根据骑行者创造的电能的价值来作为支付报酬的依据。
上述方案中，所述脚踏车1上还设有充电插座14，充电插座14与储能装置3电连接，方便骑行者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。通过设置充电插座14可以为手机、手提电脑、电灯等设备充电，便于这些用电器在户外使用。
本发明的脚踏车发电系统在应用时，多个脚踏车1可以分别与远程的控制管理平台6通信，将骑行者身份信息，骑行时间，产生的电能等数据传输至控制管理平台6，便于对脚踏车1进行管理，同时便于对骑行者的产生的电能的价值进行估算，以便于对其支付适当的报酬。本发明的脚踏车发电系统，设置了磁助力装置5，脚踏车1在骑行时，磁助力装置5的旋转轴54能够对脚踏车1的驱动轮产生向前的扭矩，以减少骑行者的体能消耗，从而使发电装置2发电时，不会增加或较少增加骑行者的骑行体能消耗，保障骑行者的骑行舒适度。本发明的脚踏车发电系统设置了陀螺仪，在上坡时能够关闭发电装置2，停止发电，便于脚踏车1上坡。本发明的脚踏车发电系统用途广泛，既可以在停电时作为应急电源使用，又可以将骑行过程中发电装置2产生的电能储存在储能装置3内用于其他用电设备的充电，还可以逆变为交流电后并网发电。本发明的充放电控制管理装置4可以根据骑行者的体能状态、路况等状态决定充电装置的开启和关闭，保障骑行者骑行的舒适度。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的几个优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脚踏车发电系统，其特征在于：其包括脚踏车以及设置在脚踏车上的发电装置、储能装置、充放电控制管理装置及磁助力装置，所述的磁助力装置包括壳体、定子、转子和旋转轴，定子固定在壳体内侧壁上，转子设置在定子的中心轴孔内，转子与旋转轴固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极设置使得踏板车前进时产生前进扭矩，旋转轴穿过脚踏车的驱动轮的轴孔并与驱动轮固定连接，脚踏车的脚踏板分别对应固定在旋转轴的两端，所述的发电装置的驱动轮设置在脚踏车的前轮、后轮或驱动轮中的一个或两个或三个上，所述的充放电控制管理装置控制充电装置和储能装置的充电和放电工作。
2.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统，其特征在于：所述的发电装置的驱动轮为蜗轮，驱动轮通过蜗杆带动发电机产生电能。
3.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述的储能装置为蓄电池组或储能飞轮，所述的充放电控制管理装置将发电装置产生的交流电能转变为直流电能并有效地对蓄电池组进行充放电管理和保护，或将发电系统产生的能量用于增加储能飞轮的旋转速度。
4.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述的充放电控制管理装置实时检测骑行者的体能状态，关闭或开启发电装置。
5.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述充放电控制管理装置内置陀螺仪，在脚踏车处于上坡状态时，控制发电装置停止发电，以减少脚踏车上坡阻力。
6.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述的储能系统所储存的能量通过逆变系统输送到电网低压侧，或直接用于驱动直流负载，或通过逆变后驱动交流负载。
7.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述的脚踏车发电系统还包括定位装置，定位装置与远程的控制管理平台通信，控制管理平台远程监控和跟踪脚踏车实时状态和位置。
8.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述的脚踏车发电系统还包括数据传输装置，数据传输装置与控制管理平台通信，将脚踏车的发电数据以及向电网输电的数据发送至控制管理平台。
9.根据权利要求8所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述脚踏车发电系统还包括识别骑行者身份的身份识别装置，通过身份识别装置将车辆与骑行者身份信息、骑行时间、使储能装置储存的电量的相关信息绑定，并通过数据传输装置发送至控制管理平台。
10.根据权利要求1所述的脚踏车发电系统,其特征在于：所述脚踏车上还设有充电插座，充电插座与储能装置电连接，方便骑行者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。
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