CN108712105B - 自行车压电俘能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自行车压电俘能装置，包括脚踏轴、脚踏板轮毂，脚踏轴的两端分别套接一轴承，脚踏板轮毂的两端分别与所述轴承装配使脚踏板轮毂套接于脚踏轴外部，轴承位于脚踏轴和脚踏板轮毂之间，脚踏板轮毂的内表面和脚踏轴的外表面上分别粘接多个永磁体a或者压电俘能单元，永磁体a和压电俘能单元不接触，永磁体a和压电俘能单元通过脚踏板轮毂和脚踏轴的转动发生相对转动，脚踏板轮毂和脚踏轴通过轴承的转动发生相对转动。本发明能为自行车耗电元件持续供电、稳定性好、效率较高、不增加骑行阻力。
Description
技术领域
本发明属于自供电装置技术领域，具体涉及为自行车提供电能的自行车压电俘能装置。
背景技术
随着科学技术的发展，自行车的诸多部件配置趋向智能化，尤其是近期风靡全国的无桩共享单车，配备了定位系统和电子锁车装置，通过手机APP就能准确定位共享单车的位置并实现取车和还车等操作，打破了以往共享单车需要通过停车桩取车和还车的束缚。
无桩共享单车GPS定位、电子锁的解锁和上锁、联网模块等功能的实现需要硬件的支持，这些硬件一般都是耗电元件，为了保证无桩共享单车的正常运行，上述耗电元件需要被持续供电。如今主流的供电方式是发电机发电与光伏太阳能发电，然而这两种发电方式存在弊端，发电机发电增加了骑行的阻力，光伏太阳能发电受环境因素影响较大，不够稳定。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种能为自行车耗电元件持续供电、稳定性好、效率较高、不增加骑行阻力的自行车压电俘能装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
自行车压电俘能装置，包括脚踏轴、脚踏板轮毂，脚踏轴的两端分别套接一轴承，脚踏板轮毂套接于脚踏轴外部，轴承位于脚踏轴和脚踏板轮毂之间，脚踏板轮毂的内表面与脚踏轴的外表面上分别粘接多个永磁体a或者压电俘能单元，永磁体a和压电俘能单元不接触，永磁体a和压电俘能单元通过脚踏板轮毂和脚踏轴的转动发生相对转动。
脚踏板轮毂的两端分别与所述轴承装配连接使脚踏板轮毂套接于脚踏轴外部，脚踏板轮毂和脚踏轴通过轴承的转动发生相对转动。
优选地，脚踏轴粘接压电俘能单元，所有压电俘能单元串联连接，脚踏板轮毂粘接永磁体a。
压电俘能单元包括依次连接的压电陶瓷、拱形金属片和永磁体b，压电陶瓷与脚踏轴外表面粘接。
永磁体a和永磁体b为相同或不同的永磁体。
优选地，脚踏轴的中间段为棱柱结构，两端为圆柱结构，压电俘能单元位于中间段，两端圆柱结构分别套接一轴承。即脚踏轴粘接压电俘能单元的部分为棱柱结构、套接轴承的部分为圆柱结构。
脚踏板轮毂中间段内表面的横截面为多边形，两端内表面的横截面为圆形，永磁体a位于中间段的内表面，两轴承分别位于两端的内表面。即脚踏板轮毂的粘接永磁体a的内表面横截面为多边形、装配轴承的内表面横截面为圆形。
更优选地，脚踏轴的中间段为正六棱柱结构。压电俘能单元粘接在正六棱柱结构的侧面。
脚踏板轮毂中间段内表面的横截面为正六边形。
脚踏轴外表面不相邻的三个侧面分别粘接四个压电俘能单元，四个压电俘能单元间隔设置。
脚踏板轮毂的内表面每个侧面均匀粘接四个永磁体a，四个永磁体a间隔设置，且与压电俘能单元对应设置。
脚踏板轮毂连接相应部件形成不同形状的脚踏板。
脚踏轴一端部与自行车通过螺纹连接。
永磁体a和压电俘能单元相对设置，保留一定距离，不发生干涉。
所有压电俘能单元通过串联连接，所获得的电能输送给蓄电电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：收集人在骑行过程中损耗在脚踏板上的能量，利用压电陶瓷转换成电能，能为自行车耗电元件持续供电；发电性能稳定性好、效率较高；结构简单、成本较低、无污染；装置轻便，不会增加骑行的阻力。
附图说明
图1为本发明一个实施例的压电俘能装置的立体结构示意图；
图2为本发明一个实施例的压电俘能装置的主视示意图；
图3为本发明一个实施例的压电俘能装置的俯视示意图；
图4为图3的A-A剖面图；
图5为本发明一个实施例的压电俘能单元的三视图。
附图标记
1、轴承，2、脚踏轴，3、脚踏板轮毂，4、永磁体a，5、压电俘能单元，51、永磁体b，52、拱形金属片，53、压电陶瓷
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的自行车压电俘能装置作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
自行车压电俘能装置，如图1～图3所示，包括脚踏轴2，为所述压电浮能装置的中心轴和主体支撑结构，脚踏轴2一端部与自行车通过螺纹连接。脚踏轴2的中间段为棱柱，棱柱的侧面平面上粘接若干压电俘能单元5，脚踏轴2的两端为圆柱结构，两端分别套接一轴承1。中间段设为棱柱结构，即脚踏轴2的外表面为多个平面拼接而成，平面结构便于压电俘能单元5的牢固粘接；两端设为圆柱结构，便于与轴承1的套接。较佳的，脚踏轴2中间段的棱柱为正六棱柱，正六棱柱的侧面均匀粘接四圈压电俘能单元5，每圈均匀设有三个压电俘能单元5。
所述压电浮能装置还包括脚踏板轮毂3，脚踏板轮毂3连接相应部件形成不同形状的脚踏板。脚踏板轮毂3为一套管，脚踏板轮毂3两端与轴承1装配，套接于脚踏轴2的外部。如图4所示，脚踏板轮毂3中间段内表面的横截面为多边形，内表面上粘接若干永磁体a4，脚踏板轮毂3两端内表面的横截面为圆形，脚踏板轮毂3的两端内表面分别与轴承1套接装配。中间段的内表面的横截面为多边形，即内表面由多个平面拼接而成，便于永磁体a4的粘接，两端的内表面为圆形，便于与轴承1的套接。较佳的，脚踏板轮毂3的中间段内表面的横截面为正六边形，正六边形横截面的内表面均匀粘接四圈永磁体a4，每圈均匀设有六个永磁体a4。
压电俘能单元5和永磁体a4构成了所述压电俘能装置的压电压电俘能单元，如图5所示，压电俘能单元5包括依次连接的压电陶瓷53、拱形金属片52和永磁体b51，其中，压电陶瓷53与脚踏轴2粘接。永磁体a4永磁体b51为相同或不同的永磁体。压电俘能单元5和永磁体a4通过胶水分别粘接在脚踏轴2外表面和脚踏板轮毂3的内表面上。如此，压电俘能单元5的永磁体b51和永磁体a4相对设置。
骑行过程中，脚作用于脚踏板轮毂3，由于轴承1的连接作用，脚踏板轮毂3与脚踏轴2相对转动，带动压电俘能单元5与永磁体a4相对转动，两部分的永磁体相对位置发生改变，磁斥力也随之改变，通过拱形金属片52传递给压电陶瓷53的力也随之改变，压电陶瓷53随之产生电能。所有压电俘能单元5通过串联连接，所获得的电能输送给蓄电电池，用于给自行车的耗电元件供电。
具有压电效应的压电材料能将环境中的振动转换成电能，主要用于微电子无线网络等低能耗产品。本压电俘能装置收集人在骑行过程中损耗在脚踏板上的能量，并利用压电陶瓷转换成电能，为自行车的各耗电元件提供电能。与现有的共享单车的发电机发电和光伏太阳能发电相比，此装置结构简单、成本较低、效率较高、稳定性高、不会增加骑行的阻力、无污染。
轴承1分别连接脚踏轴2和脚踏板轮毂3，轴承1起连接作用的同时，也使永磁体a4和压电俘能单元5保留一定距离，使脚踏板轮毂3转动时永磁体a4和压电俘能单元5的永磁体b51不发生干涉。为使脚踏板轮毂3与轴承1顺利装配，在装配时，脚踏板轮毂3内表面上的永磁体a4不与轴承1外圈发生干涉。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.自行车压电俘能装置，其特征在于，包括脚踏轴(2)、脚踏板轮毂(3)，脚踏轴(2)的两端分别套接一轴承(1)，脚踏板轮毂(3)套接于脚踏轴(2)外部，轴承(1)位于脚踏轴(2)和脚踏板轮毂(3)之间，脚踏板轮毂(3)的内表面与脚踏轴(2)的外表面上分别粘接多个永磁体a(4)或者压电俘能单元(5)，永磁体a(4)和压电俘能单元(5)不接触，永磁体a(4)和压电俘能单元(5)通过脚踏板轮毂(3)和脚踏轴(2)的转动发生相对转动，随着两部分的永磁体相对转动而产生的磁斥力通过作用于压电俘能单元(5)而产生电能；压电俘能单元(5)由依次连接的压电陶瓷(53)、拱形金属片(52)和永磁体b(51)组成，压电陶瓷(53)与脚踏轴(2)外表面粘接，脚踏板轮毂(3)粘接永磁体a(4)，脚踏板轮毂(3)中间段内表面的横截面为多边形，永磁体a(4)位于中间段的内表面，脚踏板轮毂(3)的内表面每个侧面均匀粘接四个永磁体a(4)，四个永磁体a(4)间隔设置，且与压电俘能单元(5)对应设置。
2.如权利要求1所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：脚踏轴(2)粘接压电俘能单元(5)，所有压电俘能单元(5)串联连接。
3.如权利要求2所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：脚踏轴(2)的中间段为棱柱结构，两端为圆柱结构，压电俘能单元(5)位于中间段，两端圆柱结构分别套接一轴承(1)。
4.如权利要求3所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：脚踏板轮毂(3)的两端内表面的横截面为圆形，两轴承(1)分别位于两端的内表面。
5.如权利要求1所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：永磁体a(4)和永磁体b(51)为相同或不同的永磁体。
6.如权利要求4所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：所述脚踏轴(2)的中间段为正六棱柱结构。
7.如权利要求6所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：脚踏板轮毂(3)中间段内表面的横截面为正六边形。
8.如权利要求7所述的自行车压电俘能装置，其特征在于：脚踏轴(2)外表面不相邻的三个侧面分别粘接四个压电俘能单元(5)，四个压电俘能单元(5)间隔设置。
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