CN109110020B - 用于自行车的行进阻力动态调节装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于自行车的行进阻力动态调节装置和方法，在自行车中设置行进阻力动态调节装置、并巧妙的与加锁装置结合起来，改善用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的行进阻力动态调节装置和方法，采用具有动态调节行车阻力功能的装置，满足个性化的应用需求，属于自行车制造的技术领域。
背景技术
现有共享单车，通常采用马蹄型锁，其缺点在于：
1、共享单车所处外部环境复杂多变，车锁中的机械结构容易老化、失效；
2、当非正常用户为达到免费骑车等目的时，车锁最容易成为他们的攻击目标；
3、由于难以严格约束共享单车停放的规范性，因此共享单车有可能成为其他人的障碍，
当其他人将共享单车移开时车锁会增加移动的困难度，从而有可能导致对共享单车的粗暴处理；
4、有时用户会遇到车况不佳或局部损坏的车辆，而很多情况下只有开锁并骑行之后才会发现具体问题，这样就需要用户停车、上锁、再寻找其他车辆解锁，过程比较复杂、影响用户体验。
另外，现有自行车的发电装置，主要结构形式包括：通过与轮胎的摩擦来带动发动机、通过轮胎钢丝带动发动机、通过链条带动发动机、通过轮毂带动发动机等。其缺点是：功能单一、灵活性差，由于发电装置会增加行进阻力，从而影响用户体验。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的技术方案是在自行车中设置行进阻力动态调节装置、并巧妙的与加锁装置结合起来，改善用户体验。具体方案是：
在自行车中设置行进阻力动态调节装置，该装置的使用方法是：
当没有确认骑车人的身份合法时，通过行进阻力动态调节装置大幅增加行进阻力、使得骑车人无法克服行进阻力而减速或停车，等同于为自行车加锁；若确认骑车人的身份合法时，则通过行进阻力动态调节装置将行进阻力控制在适合正常骑行的范围之内。
进一步的，当自行车处于低速移动或起动阶段时，通过行进阻力动态调节装置将行进阻力调节为较小，使得自行车能够自由移动、或能够以较小阻力起动。由此，在正式骑行阶段之前，可以比较容易的移动自行车而不需要先进行身份认证。
进一步的，当自行车的使用为合法使用时，在骑行过程中通过以下两种方法进行调节：
方法一：限速模式，预先设置自行车最高运动速度，并在自行车中设置测速装置，当车辆运行速度接近或超过限速时，通过行进阻力动态调节装置逐渐增加行进阻力，从而使得车辆运动速度下降或控制在限定运动速度之下；
这样做的作用有两点，首先可以预防骑车人超速骑行引发不安全隐患；其次，在下坡路段，可以有效的控制车速，还可以通过动能回收的方式发电；
方法二：主动调节阻力模式，由骑车人根据自己的需求，通过行进阻力动态调节装置对行进阻力进行主动调节，以满足个性化的需求或增加骑行舒适度；
这样做的作用也有两点，首先对于不同体质的用户，可以主动调节行车阻力，提高骑行舒适度；第二，提供了个性化的健身骑行功能，用户可以根据自己的情况主动调节行车阻力、达到骑行健身的目的。
本发明的优点是：
1、对于共享单车，取消了马蹄型锁，替代为更灵活的加锁模式，既降低成本和损坏率、又可以防止非法骑行；不仅不会影响用户体验、更可以实现多种功能；
2、提供柔性的限速功能，可以预防骑车人超速骑行导致的不安全因素；若采用传统的超速报警方法，则对骑车人的约束力较弱；
3、对于共享单车，当用户会遇到车况不佳或局部损坏的车辆，省去了反复的机械开锁、机械上锁的过程，确认车况之后再进行“电子解锁”；从而缩短和简化了解锁过程，改善了用户体验；
4、对于共享单车，扩展了健身功能，用户可以根据自身的需求调节行车阻力，在骑行的过程中达到健身的目的。
附图说明
附图1：本发明的用于自行车的行进阻力动态调节装置的结构示意图；
附图2：现有的用于自行车的发电装置结构示意图；
其中：9为主轴，实线箭头指示的是电流方向，虚线箭头指示的是线圈3围绕主轴9的转动方向。
具体实施方式
实施例1：
由于自行车发电装置具有产生行进阻力的效果，因此在发电装置的基础上实现行进阻力动态调节装置是一个很好的选择。本实施例中，重点结合共享单车的应用介绍自行车的行进阻力动态调节装置的结构和使用方法。
首先简单说明现有自行车发电装置的结构，包括磁铁2、线圈3、联动机构4、联动机构4与自行车的传动机构5相联接、由联动机构4吸收自行车行进过程中的部分动力带动磁铁2或线圈3、从而产生电能，联动机构4吸收自行车行进过程中的动力的同时造成了车辆的行进阻力；
本发明的用于自行车的行进阻力动态调节装置是具有动态调节行进阻力功能的发电装置1；其中，行进阻力与发电动力相对应，行进阻力增大时发电动力也增大、行进阻力减小时发电动力也减小；
该装置以现有自行车发电装置为基础，其中包括还用于调节磁场强度电磁铁6，所述的电磁铁6与磁铁2配合使用；
当给电磁铁6输送不同强度的电能时，即形成不同强度的磁场，由此可以动态改变车辆的行进阻力、并且相应改变发电装置1的发电动力，以适应各种不同的应用需求；
当给电磁铁6输送较大强度的电能时，即形成较大的行进阻力、并使骑车人无法克服行进阻力，等同于为自行车加锁。
以下结合附图进行说明：
如图2所示，现有的用于自行车的发电装置中，磁铁2设置在主轴9上、线圈3的内侧；线圈3与联动机构4相联接，联动机构4与传动机构5相联接，线圈3可以围绕主轴9旋转；线圈3转动时产生电能，输送到车载储电装置8储存；
如图1所示，本发明的用于自行车的行进阻力动态调节装置在现有的用于自行车的发电装置的基础上增加了电磁铁6，电磁铁6位于线圈3的外侧，并与车载储电装置8相联接；由车载储电装置8输出电能动态调节电磁铁6的磁场强度。
结合共享单车的应用，当用户开始使用共享单车时，若发现车辆存在问题，可以立即更换另外的共享单车，其间不需要额外操作，若车辆没有问题，则再进行“电子解锁”就可以正常骑行。
当骑车人未完成“电子解锁”过程强行骑行时，发电装置产生的电能可以直接输送给电磁铁6，当自行车开始行进时进速度较慢、且磁场较弱，因此发电装置产生的电能较小、对自行车行进的阻力影响较小；当自行车行进速度加快时，发电装置产生的电能变大、进而导致电磁铁6形成的磁场变强，此时发电装置的发电能力逐步提高、也使得行进阻力不断变大；由此形成一个单向循环，随着自行车行进过程的延续，行车阻力持续增加，可以在较短的时间内使骑车人无法克服行进阻力而减速或停车。
进一步的，在自行车中设置测速装置7，当行车速度接近或超过限定速度时，则启动电磁铁6逐渐增加行进阻力、达到控制车速的目的、同时也增加了发电量。
进一步的，所述的行进阻力动态调节装置可以在发电机模式和电动机模式之间进行转换、并与车载储电装置8相连接，其中，将发电机转换为电动机的技术为公知的现有技术。具体过程是：
在非骑行困难路段，将行进阻力动态调节装置功能切换为发电机模式，并将所产生的电能储存在车载储电装置8之中；
在骑行困难的路段，将发电装置功能切换为电动机模式、再由车载储电装置8输出电能为自行车提供辅助动力。
所述的车载储电装置8为超级电容器，用于快速储存电能和快速释放电能。超级电容器8具有较高的功率密度，当处于发电机模式时，可以较快的储存电能；当处于电动机模式时，可以较快的释放电能、并提供较强的辅助动力。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，例如本发明不仅仅适用于共享单车。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.用于自行车的行进阻力动态调节装置，包括磁铁(2)、线圈(3)、联动机构(4)、联动机构(4)与自行车的传动机构(5)相联接、由联动机构(4)吸收自行车行进过程中的部分动力带动磁铁(2)或线圈(3)、从而产生电能，联动机构(4)吸收自行车行进过程中的动力的同时造成了车辆的行进阻力；
其特征在于：所述的行进阻力动态调节装置是具有动态调节行进阻力功能的发电装置(1)；其中，行进阻力与发电动力相对应，行进阻力增大时发电动力也增大、行进阻力减小时发电动力也减小；
该装置中包括还用于调节磁场强度电磁铁(6)，所述的电磁铁(6)与磁铁(2)配合使用；
当没有确认骑车人的身份合法时，给电磁铁(6)输送较大强度的电能，即形成较大的行进阻力、并使骑车人无法克服行进阻力，等同于为自行车加锁；
若确认骑车人的身份合法时，则通过行进阻力动态调节装置将行进阻力控制在适合正常骑行的范围之内；给电磁铁(6)输送不同强度的电能时，即形成不同强度的磁场，由此可以动态改变车辆的行进阻力、并且相应改变发电装置(1)的发电动力，以适应各种不同的健身应用需求、同时增加骑行舒适度。
2.根据权利要求1所述的用于自行车的行进阻力动态调节装置，其特征在于：在自行车中设置测速装置(7)，当行车速度接近或超过限定速度时，则启动电磁铁(6)逐渐增加行进阻力、达到控制车速的目的。
3.根据权利要求1所述的用于自行车的行进阻力动态调节装置，其特征在于：所述的行进阻力动态调节装置可以在发电机模式和电动机模式之间进行转换、并与车载储电装置(8)相连接，具体的：
在非骑行困难路段，将行进阻力动态调节装置功能切换为发电机模式，并将所产生的电能储存在车载储电装置(8)之中；
在骑行困难的路段，将发电装置功能切换为电动机模式、再由车载储电装置(8)输出电能为自行车提供辅助动力。
4.根据权利要求3所述的用于自行车的行进阻力动态调节装置，其特征在于：所述的车载储电装置(8)为超级电容器，用于快速储存电能和快速释放电能。
5.根据权利要求1所述的用于自行车的行进阻力动态调节装置的使用方法，其特征在于：当自行车处于低速移动或起动阶段时，通过行进阻力动态调节装置将行进阻力调节为较小，使得自行车能够自由移动、或能够以较小阻力起动。
6.根据权利要求1所述的用于自行车的行进阻力动态调节装置的使用方法，其特征在于，该装置的使用方法是在骑行过程中通过以下两种方法进行调节：
方法一：限速模式，预先设置自行车最高运动速度，并在自行车中设置测速装置，当车辆运行速度接近或超过限速时，通过行进阻力动态调节装置逐渐增加行进阻力，从而使得车辆运动速度下降或控制在限定运动速度之下；
方法二：主动调节阻力模式，由骑车人根据自己的健身需求，通过行进阻力动态调节装置对行进阻力进行主动调节，以满足个性化的健身需求；在骑行困难路段和非骑行困难路段分别对行进阻力进行动态调节，以增加骑行舒适度。
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