CN107933803A - 一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置 - Google Patents

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刘韵佳
翟宇毅
何宜瑞
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L1/00—Brakes; Arrangements thereof
    • B62L1/005—Brakes; Arrangements thereof constructional features of brake elements, e.g. fastening of brake blocks in their holders
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators

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Abstract

本发明涉及一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，包括外壳、第一摩擦发电片、抱刹轮盘、连杆、闸带、第二摩擦发电片、电极；所述抱刹轮盘安装在外壳内，抱刹轮盘上间隔固定若干个第一摩擦发电片，所述连杆为L形，其中间拐角处与外壳铰接，其一端与外壳外部的制动装置连接，另一端连接闸带的一端，闸带的另一端固定在外壳上，使得闸带围绕在抱刹轮盘的外圆周上，所述第二摩擦发电片和电极安装于闸带表面，所述第一摩擦发电片，第二摩擦发电片以及电极组成旋转式摩擦发电的单电极系统。本发明在整体上保留原抱刹装置的结构，易于安装，成本低，并且集成了摩擦发电系统，能够有效地将车辆减速、制动的能量转换成电能进行回收利用。

Description

一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置
技术领域
本发明涉及能源回收利用领域，具体涉及一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置。
背景技术
自行车是一个普通常见又环保的交通工具，随着现在共享单车的大范围的普及，必然会造成道路上自行车数量的剧增，这样就给骑自行车的出行的人们带来一些安全隐患，尤其是晚上在昏暗的道路上行驶，刹车时难以做到对后面车辆或行人做出一定的提醒，很容易出现追尾事故。
目前，应用于自行车的刹车装置，其刹车时因摩擦产生大量的能量，但是没有采取一定的能量转换和采集装置，造成能源的浪费，目前具有发电系统的刹车系统，在行驶过程中不能控制发电系统的工作状态，而且在正常行驶时发电时，发电装置会给车轮产生较大的阻力，并没有起到能量回收利用的作用。
发明专利CN 102774466 A公开了一种有摩擦发电与制动一体装置的自行车，其发电系统主要依靠轮胎外缘带动外转式发电机旋转发电，虽然其实现了自行车减速过程中的电能收集，但是其未能够保留自行车的原结构，造成结构复杂，不易安装，而且其不适合有泥泞的恶劣路况。
发明内容
本发明的目的在于针对以上问题，提出一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，本装置集发电、制动于一体，能够实现车辆制动时的摩擦转换成电能回收利用的装置。
为了实现以上目的，本发明的构思是：
本发明基于抱刹装置的基本结构，集成了旋转式单电极摩擦发电系统，能够有效地实现电能的回收利用。
根据以上发明构思，本发明采用以下技术方案：
一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，包括外壳、第一摩擦发电片、抱刹轮盘、连杆、闸带、第二摩擦发电片、电极；所述抱刹轮盘安装在外壳内，抱刹轮盘上间隔固定安装若干个第一摩擦发电片，所述连杆为L形，其中间拐角处与外壳采用铆钉连接，其一端与外壳外部的制动装置连接，另一端连接闸带的一端，闸带的另一端固定在外壳上，使得闸带围绕在抱刹轮盘的外圆周上，所述第二摩擦发电片和电极安装于闸带表面，所述第一摩擦发电片，第二摩擦发电片以及电极组成旋转式摩擦发电的单电极系统，所述的第二摩擦发电片紧贴于电极之上，然后将其固定在闸带的凹槽内。所述的第一摩擦片和第二摩擦片属于绝缘体聚合物，第二摩擦片上表面涂有PDMS薄膜，其中PDMS具有极负性，当第一摩擦片与第二摩擦片做相对滑移过程中发生电荷的转移，产生电流。
本发明与现有技术相比，具有如下突出实质性特点和显著优点：
本发明装置结构简单，安装方便，成本较低；装置中的发电系统不会影响抱刹的制动效果，而且不会给车辆带来任何阻力，适合普遍存在的各种路况。
附图说明
图1是本发明的整体立体结构示意图。
图2是本发明在发电状态的结构示意图。
图3是抱刹轮盘的二维图（主视图、左视图）。
图4是单电极摩擦发电系统发电原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例作进一步的说明。
参见图1和图3，一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，包括外壳1、第一摩擦发电片2、抱刹轮盘3、连杆4、闸带5、第二摩擦发电片6、电极7；所述抱刹轮盘3安装在外壳1内，抱刹轮盘3上间隔固定若干个第一摩擦发电片2，所述连杆4为L形，其中部与外壳1铰接，其一端与外壳1外部的制动装置连接，另一端连接闸带5的一端，闸带5的另一端固定在外壳1上，使得闸带5有间隙的围绕在抱刹轮盘3的外圆周上，所述第二摩擦发电片6和电极7安装于闸带5表面，所述第一摩擦发电片2，第二摩擦发电片6以及电极7组成旋转式摩擦发电的单电极系统。
如图2所示，所述的第二摩擦发电片6紧贴于电极7之上，然后将其固定在闸带5的凹槽内。
所述的第一摩擦片2和第二摩擦片6属于绝缘体聚合物，第二摩擦片6上表面涂有PDMS薄膜，其中PDMS具有极负性，当第一摩擦片2与第二摩擦片6做相对滑移过程中发生电荷的转移，产生电流。
本发明的工作过程如下：
参见图2，在车辆刹车减速时，闸带5在连杆4的带动下，与抱刹轮盘3接触产生摩擦，为车辆提供制动力，同时，第一摩擦发电片2随抱刹轮盘3旋转，第一摩擦发电片2与第二摩擦发电片6不断地进行相对滑移摩擦动作，根据摩擦生电效应，两摩擦片在接触摩擦过程中发生了电荷的转移，从而单电极发电系统产生电能，电极7可以外接电线为相应的用电器如刹车灯供电。
参见图4，阐释了单电极摩擦发电系统的产电的过程，在图a初始位置时，第一摩擦发电片2与第二摩擦发电片6无接触，无电荷产生或转移，当第一摩擦片2不断转动时，两摩擦片发生接触并且接触面积逐渐增加，由于两摩擦片在摩擦电系列中差异很大，使得第一摩擦片2带正电，第二摩擦片6带负电（图b），直到两摩擦片完全接触，其带有的电量达到最大值（图c），当第一摩擦片2继续转动时，两摩擦片的接触面积逐渐减小，为了中和第二摩擦片6上的负电荷，此时电极7上带正电（图d），直至两摩擦片完全不接触，使得电极7上的电量达到最大值。

Claims (3)

1.一种具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，其特征在于：包括外壳（1）、第一摩擦发电片（2）、抱刹轮盘（3）、连杆（4）、闸带（5）、第二摩擦发电片（6）、电极（7）；所述抱刹轮盘（3）安装在外壳（1）内，抱刹轮盘（3）上间隔固定若干个第一摩擦发电片（2），所述连杆（4）为L形，其中部与外壳（1）铰接，其一端与外壳（1）外部的制动装置连接，另一端连接闸带（5）的一端，闸带（5）的另一端固定在外壳（1）上，使得闸带（5）有间隙的围绕在抱刹轮盘（3）的外圆周上，所述第二摩擦发电片（6）和电极（7）安装于闸带（5）表面，所述第一摩擦发电片（2），第二摩擦发电片（6）以及电极（7）组成旋转式摩擦发电的单电极系统。
2.根据权利要求1所述的具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，其特征在于，所述的第二摩擦发电片（6）紧贴于电极（7）之上，然后将其固定在闸带（5）的凹槽内。
3.根据权利要求1所述的具有摩擦发电功能的车辆抱刹装置，其特征在于，所述的第一摩擦片（2）和第二摩擦片（6）属于绝缘体聚合物，第二摩擦片（6）上表面涂有PDMS薄膜，其中PDMS具有极负性，当第一摩擦片（2）与第二摩擦片（6）做相对滑移过程中发生电荷的转移，产生电流。
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