CN107134883A - 辐条式智能自行车车载发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆辐条式智能自行车车载发电机，包括壳体、发电机、第一齿轮、第二齿轮、传动件、电路板、连接线，所述壳体与自行车固定相连，所述发电机安装在所述壳体内，所述第一齿轮与所述第二齿轮同轴转动，且所述第一齿轮与所述发电机上的齿轮相啮合，所述转动件一侧与自行车车轮上的辐条固定相连，另一侧设有与所述第二齿轮相啮合的齿圈；车轮旋转将依次带动所述转动件、第二齿轮、第一齿轮以及发电机上的齿轮旋转；电路板采集发电机转速及车辆姿态参数，通过连接线传递给智能设备，经安装在智能设备上的软件处理后用图文样式显示参数。本发明结构简单、便于安装、发电功率大、采集参数精准、使用面广。

Description

辐条式智能自行车车载发电机

技术领域

本发明涉及自行车领域，具体而言，涉及一种辐条式智能自行车车载发电机。

背景技术

近年来由于自行车骑乘运动的普及，骑乘自行车的安全性、娱乐性以及方便性也逐渐受到重视，例如在自行车车身上加装主动式的警示发光设备、照明设备，以提升骑乘时的安全性，或者有些使用者会进一步使用可携式电子产品来辅助行车时的行程、速度、位置等，以提升行车时的乐趣，但不论是发光设备、照明设备或是可携式电子产品的使用，都会有电源耗尽的问题。

目前存在以下几种自行车载发电机：一是摩擦式自行车发电机，其固定在前叉或后叉靠近轮胎的地方，通过与车轮轮胎的摩擦传动；二是链条式自行车发电机，其固定在自行车三角架的水平横梁上，通过链条的传动带动其内部齿轮传动；三是花鼓式自行车发电机，其通过固定在自行车的前或后轮的花鼓上，随车轮一起转动。但现有的几种发电机仍具有以下缺点：摩擦式自行车发电机容易致轮胎磨损，且在湿滑的土路不能使用，产生的电流也不稳定；链条式自行车发电机只能使用在无变速功能的自行车上，发电时产生的噪音较大，安装困难；花鼓式自行车发电机对自行车花鼓的形状和规格有要求，只能使用在特定型号的几款自行车上，适配性差，安装困难，且上述所有发电机功率较小，也不能提供骑行参数。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种辐条式智能自行车车载发电机以解决传统自行车发电机安装不方便且只限于几款特定自行车的安装，功率小、不能提供骑行参数的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种辐条式智能自行车车载发电机，包括壳体、发电机、第一齿轮、第二齿轮以及转动件，所述壳体与自行车固定相连，所述发电机安装在所述壳体内，所述第一齿轮与所述第二齿轮同轴转动，且所述第一齿轮与所述发电机上的齿轮相啮合，所述转动件一侧与自行车车轮上的辐条固定相连，另一侧设有与所述第二齿轮相啮合的齿圈；车轮旋转将依次带动所述转动件、第二齿轮、第一齿轮以及发电机上的齿轮旋转并使发电机发电。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述转动件包括设有所述齿圈的内旋转体和与所述内旋转体外侧相连的外旋转体，所述内旋转体和外旋转体之间可相互转动但不可分离；所述外旋转体外侧还与所述壳体固定相连，使所述内旋转体通过所述外旋转体与所述壳体相连。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述壳体为环状凹槽结构，在所述壳体的外侧壁上开设有多个径向凸出的第一卡扣和多个径向凹陷第一卡扣位，所述外旋转体为外侧壁形状大小与所述壳体外侧壁相匹配的环形结构，在所述外旋转体的外侧壁上设有多个与所述第一卡扣和第一卡扣位相匹配的第二卡扣和第二卡扣位，所述壳体和所述外旋转体之间通过所述第一卡扣和第一卡扣位与所述第二卡扣和第二卡扣位相互扣合固定相连。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述转动件为轴承，包括设有所述齿圈的轴承内圈和与所述壳体固定相连的轴承外圈，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间通过滚动件相连。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述转动件通过固定翼与所述辐条固定相连，所述固定翼包括固定安装在所述转动件上的翼片、与所述翼片活动相连的卡紧螺柱以及可锁紧在所述卡紧螺柱顶端上的环状母扣，所述卡紧螺柱可在翼片上自由转动且设有可供辐条放入的第一凹槽。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述翼片中间设有弧形槽孔，所述卡紧螺柱下端设有向径向方向内凹的环状第二凹槽，且所述第二凹槽的大小与所述弧形槽孔的宽度相匹配，使所述卡紧螺柱下端可嵌装在所述弧形槽孔中并可在所述弧形槽孔中弧形移动。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述卡紧螺柱包括螺柱和活动套装在所述螺柱上的环卡，所述螺柱的上端和下端分别设有所述第一凹槽和第二凹槽，所述母扣与所述螺柱顶端通过螺纹配合相连，且所述母扣锁紧在所述螺柱上时，所述环卡将在所述母扣的抵压下紧压于所述翼片之上。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述壳体通过链接组件与自行车相连，所述链接组件一端与所述壳体活动相连，另一端固定于自行车之上。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述链接组件包括通过第一转轴与所述壳体活动连接的第一链接板和通过第二转轴与所述第一链接板活动相连的第二链接板，所述第二链接板末端设有与自行车车轴大小相匹配的安装孔。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述壳体和所述第一链接板上分别设有用于限制所述第一链接板和所述第二链接板转动的第一限位块和第二限位块。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，所述第一链接板包括通过所述第一转轴与所述壳体活动连接的第一链接外板和通过所述第二转轴与所述第二链接板活动相连的第一链接内板，所述第一链接外板和第一链接内板之间滑动相连，使所述第一链接板的长度可以伸缩。

在本发明所述的辐条式智能自行车车载发电机中，还包括电路板和连接线，所述电路板与所述发电机的输出端相连，用于对发电机产生电流进行整流并采集发电机的转速及车辆骑行时的姿态参数；所述连接线与所述电路板的输出端相连，用于将电路板输出的电流和采集的参数数据传递给智能设备并通过智能设备上的软件处理后以图文样式显示骑行参数及车辆姿态信息。

本发明提供的辐条式智能自行车车载发电机结构简单、使用方便，便于消费者自行安装使用；通过合理的优化设计，提高了产品整体的性能，使产品在稳定性和可靠性方面均得到了有效的改善，增加了发电机发电的稳定性；可适用于所有的辐条自行车，使用面广，在适配性方面具有显著提升；发电功率大，在骑行过程为安装在自行车上的多种用电设备同时提供满足使用要求的电能，并在长时间的骑行过程中，不会察觉疲惫，适于推广；专业性强，骑行参数精准，即可供休闲骑行怡情，也可为专业骑行提供准确训练参数。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例某一视角的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的分解结构示意图；

图3为本发明实施例中固定翼的结构示意图；

图4为本发明实施例中固定翼的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例另一视角的结构示意图；

图6为本发明实施例装配在自行车上时某一视角的结构示意图；

图7为本发明实施例装配在自行车上时另一视角的结构示意图；

图8为本发明实施例中链接组件的结构示意图；

图9为图8中的A-A剖面结构示意图；

图10为本发明实施例中第一链接板的分解结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的辐条式智能自行车车载发电机，包括壳体1、发电机4、电路板10、USB线、第一齿轮3、第二齿轮6、固定翼7、链接组件5以及转动件2。壳体1整体为环状凹槽结构，转动件2为与壳体1形状大小相匹配的环状圈形结构，转动件2与壳体1连接后共同形成一个环状凹腔，发电机4、电路板10、第一齿轮3、第二齿轮6即均安装在上述凹腔内。固定翼7固定在转动件2位于凹腔外侧的一面上，壳体1一侧通过链接组件5与自行车的车轴固定相连，另一侧通过转动件2上的固定翼7与自行车的辐条固定相连，从而使其整体保持固定。

具体的，第一齿轮3与第二齿轮6连为一体并同轴转动，第二齿轮86的直径小于第一齿轮3的直径且更靠近转动件2。第一齿轮3与发电机4上的齿轮相啮合，第二齿轮6则与设置在转动件2一侧上的齿圈21相啮合，转动件2的另一侧则与自行车车轮上的辐条固定相连，使车轮旋转时将依次带动转动件2、第二齿轮6、第一齿轮3以及发电机4上的齿轮旋转并使发电机发电；发电机4的输出端与电路板10电性相连，电路板10用于对发电机产生电流进行整流并采集发电机的转速及车辆骑行时的姿态参数(上坡、下坡、左转、右转、加速、减速、停止、运动、车轮颠簸率)，发电机4产生的电流经过电路板10的分析与整理后通过USB线将所产生的稳定的电能及电机的转动参数、实时的车辆姿态传递给手机，使手机实现充电并经安装在手机上的软件处理后以图文样式显示骑行过程中的所有精准的骑行参数。为使转动件2更加的稳固，同时与第二齿轮6配合的更加稳定和可靠，本实施例中的转动件2包括设有齿圈21的内旋转体22和与内旋转体22外侧相连的外旋转体23，内旋转体22和外旋转体23之间可通过滑轨或滚珠相互配合，使内旋转体22和外旋转体23之间可以相互转动但两者不可分离；外旋转体23外侧与壳体1固定相连，且连接后内旋转体22上的齿圈21恰好与第二齿轮6相啮合，从而使内旋转体22巧妙的通过外旋转体23与壳体1相连，使其具有特定的固定位置，同时还能保持齿圈21的自由转动。为降低成本，本实施例中的转动件2为轴承标准件，包括设有齿圈21的轴承内圈22和与壳体1固定相连的轴承外圈23，轴承内圈22和轴承外圈23之间通过滚动件相连。为使转动件2与壳体1之间的连接更加方便快捷，本实施例中的壳体1的外侧壁上开设有多个径向凸出的第一卡扣11和多个径向凹陷第一卡扣位12，外旋转体23为外侧壁形状大小与壳体1外侧壁相匹配，在外旋转体23的外侧壁上设有多个与第一卡扣11和第一卡扣位12位置大小相匹配的第二卡扣24和第二卡扣位25，第二卡扣24和第二卡扣位25分别可与第一卡扣位12和第一卡扣11相互扣合，从而使转动件2在安装时只需将外旋转体23上第二卡扣24和第二卡扣位25从壳体1凹槽开口处分别对准壳体1上的第一卡扣位12和第一卡扣11，再将其推入凹槽中使两者扣合即可实现转动件2与壳体1之间连接安装，整个过程简单便捷快速，且连接稳定可靠。在其他实施例中，转动件2与壳体1之间还可通过螺钉相连，如在壳体1的外侧壁上开设有多个径向通孔，在外旋转体23的外侧壁上开设有多个与径向通孔相对应的螺孔，壳体1和外旋转体23之间通过穿过径向通孔并锁紧在螺孔中的螺钉固定相连，同样能达到较好的固定和安装效果。

为使自行车车载发电机能适应安装在所有的辐条自行车车型上，本实施例中的转动件2通过固定翼7与自行车上的辐条固定相连，如图3和图4所示，固定翼7包括固定安装在内旋转体22上的翼片71、与翼片71活动相连的卡紧螺柱72以及可锁紧在卡紧螺柱72顶端上的环状母扣73。进一步的，翼片71采用轻薄的金属片制作，具有一定的柔性变形性能；翼片71整体呈弧形设置，其两端通过螺钉固定在内旋转体22上，中部设有一段用于安装卡紧螺柱72的弧形槽孔711。卡紧螺柱72包括螺柱721和活动套装在螺柱721上的环卡722，环卡722可在螺柱721上轴向移动。螺柱721的上端和下端分别设有第一凹槽723和第二凹槽724，第一凹槽723为从螺柱721顶端向下轴向设置的U型槽，U型槽的两侧相通，大小可供自行车上的辐条平稳放入其中，第二凹槽724为向径向方向内凹的环状凹槽，凹槽的高度可使翼片71放入其中，且第二凹槽724部位的大小与翼片71上的弧形槽孔711的宽度相同，从而使螺柱721下端通过第二凹槽724嵌装在弧形槽孔711中并使螺柱721可在弧形槽孔711中弧形自由移动和转动。母扣73为环状螺母，其与螺柱721顶端通过螺纹配合相连，当辐条放入第一凹槽723中后通过母扣73将辐条锁紧在螺柱721上。通过以上设置，使本发明实施例提供的自行车车载发电机可安装在不同类型的自行车上，具体为：因为螺柱721下端安装在翼片71上后可以移动和转动，所以本发明可以安装在不同交叉数的自行车辐条上；因为翼片71具有一定变形性能，螺柱721安装在翼片71上后可以在轴向方向上延伸一定距离，所以本发明可以消除不同自行车轮大小而带来的辐条安装后与自行车轮所在平面的产生的夹角变化误差；因为螺柱721可在弧形槽孔711中弧形自由移动，所以当自行车轮安装的辐条数量改变时，对应改变相邻螺柱721之间的角度就可以满足不同辐条自行车的安装要求。仅通过母扣73将辐条锁紧在螺柱721上时还具有一个问题就是螺柱721的位置此时并不固定，在车轮旋转的过程中螺柱721有可能会在移动导致内旋转体22的转速不稳定，为解决此问题，本发明实施例在母扣73和翼片71之间还设置有环卡722，环卡722上下端分别与母扣73和翼片71相接触，由于其可上下移动，因此在母扣73不断锁紧在螺柱721上的过程中，环卡722也将在母扣73的抵压下紧压于翼片71上端面，此时螺柱721下端，即第二凹槽724下槽壁也紧抵于翼片71下端面，从而使螺柱721保持固定在翼片71上的某个位置，实现螺柱721的锁紧定位。为使母扣73下压能与环卡722严丝合缝，在环卡722上端设有可恰好放置辐条的缺口725，当辐条锁紧在卡紧螺柱72上时，其上端被母扣73锁扣，下端位于环卡722上的缺口725中。通过以上设置使辐条可稳固的固定在固定翼上，从而保证了转动件转动的稳定性，防止了打滑的情况，大大增加了发电机转动发电的稳定性，同时，优化设计的转动件可大大减少转动过程中产生的噪音，并提高了产品整体的性能，在适配性方面也得到了显著的提升。此外，由于本实施例整体结构设计精巧，各个部件的传动设计良好，因此可较为轻易的带动大功率的发电机进行发电，使本实施例具有能进行大功率发电的功能，使用户在骑行过程能为安装在自行车上的多种用电设备同时提供满足使用要求的电能，并在长时间的骑行过程中，不会察觉疲惫。

如图1和图5所示，本实施例中的链接组件5包括通过第一转轴54与壳体1活动连接的第一链接板51和通过第二转轴55与第一链接板51活动相连的第二链接板52，在第二链接板52末端设有与自行车车轴大小相匹配的安装孔53。在安装时，如图6和图7所示，第二链接板52通过安装孔53安装在自行车上花的鼓中心轴上，并通过螺母锁紧在中心轴和自行车前叉之间，使其不能转动，由于第一链接板51和第二链接板52为一体式结构，当其中一个链接板被限位不能旋转时，另外一个也将被定位不能旋转，从而使壳体1另一侧得到链接组件5的良好支持；在内旋转体22上的齿圈21带动安装在壳体1上的第一齿轮3和第二齿轮6旋转时，壳体1将受到一个反作用力，因此，通过链接组件5使壳体1可抵消电机旋转时作用在壳体1上的反方向力矩，从而达到使壳体1和外旋转体23在车轮转动的过程中能固定不动，而固定翼7和内旋转体22在辐条的带动下可以转动的效果。本实施例中的壳体1和第一链接板51上分别设有用于限制第一链接板51和第二链接板52转动的第一限位块和第二限位块，在第一限位块和第二限位块和作用下，第一链接板51和第二链接板52仅可在规定的角度内旋转，可防止第一链接板51和第二链接板52的过度转动，起到保护功能。如图8至图10所示，第一链接板51包括通过第一转轴54与壳体1转动相连的第一链接外板511和通过第二转轴55与第二链接板52转动相连的第一链接内板512，第一链接外板511与第一链接内板512相对的一端设有中空的直线型开口滑槽513，第一链接内板512为与滑槽513相匹配的滑轨且在第一链接内板512表面设有向上凸出的凸齿514，在滑槽513内部设有与凸齿514相匹配的卡槽515，卡槽515可供凸齿514在其中滑动但不可从其中脱出，从而使第一链接外板511和第一链接内板512连为一体，并可以相对滑动。由于第一链接外板511和第一链接内板512之间的滑动连接使第一链接板51可以实现长度的伸缩，从而使链接组件5整体具有收缩的功能。当第一链接板51和第二链接板52两者转动一定角度后，由于第一链接板51的收缩功能，所以第二链接板52可以延伸使安装孔53安装在自行车花鼓中心轴，以解决辐条与前叉内壁不同距离的车轮安装。在第二链接板52固定在花鼓中心轴后，由于第一链接板51可以伸缩还可解决壳体1与花鼓中心轴安装后产生的不同心问题，使自行车可以更加平稳的带动内旋转体22以及发电机转动发电，同时用户骑行也更加的轻松。由于第一链接板51和第二链接板52两者均可转动一定角度，因此组合后的链接组件5仍能转动较大的角度范围，使本发明可通过改变第二链接板52和第一链接板51的弯曲角度适应安装在具有不同耳距的花鼓的车轮上，实现本发明实施例适配所有辐条式车型的目的。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，包括壳体、发电机、第一齿轮、第二齿轮以及转动件，所述壳体与自行车固定相连，所述发电机安装在所述壳体内，所述第一齿轮与所述第二齿轮同轴转动，且所述第一齿轮与所述发电机上的齿轮相啮合，所述转动件一侧与自行车车轮上的辐条固定相连，另一侧设有与所述第二齿轮相啮合的齿圈；车轮旋转将依次带动所述转动件、第二齿轮、第一齿轮以及发电机上的齿轮旋转使发电机发电。

2.如权利要求1所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述转动件包括设有所述齿圈的内旋转体和与所述内旋转体外侧相连的外旋转体，所述内旋转体和外旋转体之间可相互转动但不可分离；所述外旋转体外侧还与所述壳体固定相连，使所述内旋转体通过所述外旋转体与所述壳体相连。

3.如权利要求2所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述壳体为环状凹槽结构，在所述壳体的外侧壁上开设有多个径向凸出的第一卡扣和多个径向凹陷第一卡扣位，所述外旋转体为外侧壁形状大小与所述壳体外侧壁相匹配的环形结构，在所述外旋转体的外侧壁上设有多个与所述第一卡扣和第一卡扣位相匹配的第二卡扣和第二卡扣位，所述壳体和所述外旋转体之间通过所述第一卡扣和第一卡扣位与所述第二卡扣和第二卡扣位相互扣合固定相连。

4.如权利要求2所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述转动件为轴承，包括设有所述齿圈的轴承内圈和与所述壳体固定相连的轴承外圈，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间通过滚动件相连。

5.如权利要求1-4任一所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述转动件通过固定翼与所述辐条固定相连，所述固定翼包括固定安装在所述转动件上的翼片、与所述翼片活动相连的卡紧螺柱以及可锁紧在所述卡紧螺柱顶端上的环状母扣，所述卡紧螺柱可在翼片上自由转动且设有可供辐条放入的第一凹槽。

6.如权利要求5所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述翼片中间设有弧形槽孔，所述卡紧螺柱下端设有向径向方向内凹的环状第二凹槽，且所述第二凹槽的大小与所述弧形槽孔的宽度相匹配，使所述卡紧螺柱下端可嵌装在所述弧形槽孔中并可在所述弧形槽孔中弧形移动。

7.如权利要求6所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述卡紧螺柱包括螺柱和活动套装在所述螺柱上的环卡，所述螺柱的上端和下端分别设有所述第一凹槽和第二凹槽，所述母扣与所述螺柱顶端通过螺纹配合相连，且所述母扣锁紧在所述螺柱上时，所述环卡将在所述母扣的抵压下紧压于所述翼片之上。

8.如权利要求1所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述壳体通过链接组件与自行车相连，所述链接组件一端与所述壳体活动相连，另一端固定于自行车之上。

9.如权利要求8所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述链接组件包括通过第一转轴与所述壳体活动连接的第一链接板和通过第二转轴与所述第一链接板活动相连的第二链接板，所述第二链接板末端设有与自行车车轴大小相匹配的安装孔。

10.如权利要求9所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述壳体和所述第一链接板上分别设有用于限制所述第一链接板和所述第二链接板转动的第一限位块和第二限位块。

11.如权利要求9所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，所述第一链接板包括通过所述第一转轴与所述壳体活动连接的第一链接外板和通过所述第二转轴与所述第二链接板活动相连的第一链接内板，所述第一链接外板和第一链接内板之间滑动相连，使所述第一链接板的长度可以伸缩。

12.如权利要求1所述的辐条式智能自行车车载发电机，其特征在于，还包括电路板和连接线，所述电路板与所述发电机的输出端相连，用于对发电机产生电流进行整流并采集发电机的转速及车辆骑行时的姿态参数；所述连接线与所述电路板的输出端相连，用于将电路板输出的电流和采集的参数数据传递给智能设备并通过智能设备上的软件处理后用图文样式显示骑行参数及车辆姿态信息。