CN109260658A - 健身车发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种健身车发电系统，其包括健身车以及设置在健身车上的发电机、磁助力装置、充放电控制管理装置及储能装置，所述的发电机为外传子或内转子无刷永磁发电机，所述的磁助力装置包括定子和转子，定子固定在健身车车体上，静止不动；转子设置在与发电机转动部分联动的转子盘上，转子与发电机转动部分固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极数及方向设置使得健身车骑行时产生助力扭矩，所述的发电机设置在健身车的飞轮的中间位置，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。本发明的健身车发电系统结构简单，故障率低，在健身的同时创造能量，将健身燃烧的卡路里转换为电能，发电状态下骑行与普通健身车骑行舒适度类似，且功能更多，用途更加广泛。
Description
技术领域
本发明涉及健身器材领域，特别涉及一种健身车发电系统。
背景技术
自1947年由北欧芬兰唐特力公司的工程师根据自行车的原型更改诞生了全球第一台家用健身车以来，健身车在全世界已经成为一个庞大的产业，而且无论是在城市还是农村，许多人士都拥有自己的健身车，健身车作为健身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。庞大的健身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健身车。
现有的发电健身车结构简陋，效率低下，而且在骑行发电时，会增加负载，使骑车的舒适度差，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健身车结构简陋，效率低下，骑车舒适度差的问题，提供一种能够解决前述问题的健身车发电系统。
实现本发明的目的技术方案如下：
一种健身车发电系统，其包括健身车以及设置在健身车上的发电机、磁助力装置、充放电控制管理装置及储能装置，所述的发电机为外传子或内转子无刷永磁发电机，所述的磁助力装置包括定子和转子，定子固定在健身车车体上，静止不动；转子设置在与发电机转动部分联动的转子盘上，转子与发电机转动部分固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极数及方向设置使得健身车骑行时产生磁助力扭矩，所述的发电机设置在健身车的飞轮中心位置，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，所述的发电机由两组皮带带动旋转，第一组皮带一端连脚踏驱动轮，另一端连加速皮带轮的小直径轮，加速皮带轮的小直径皮带轮与一同轴大直径皮带轮连为一体，同步旋转，该大直径皮带轮与发电机皮带轮通过第二条皮带连接，当脚踏皮带驱动轮旋转一圈，通过两端皮带轮直径的差异以及加速皮带轮的增速作用，发电机旋转数倍的圈数带动发电机产生电能。通过合理设置各个皮带轮的直径之间的比例，获得理想的增速比，可以提高发电机的额定转速，降低发电机的制造成本和减小发电机体积。
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机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健身者的体能状态，充放电控制管理装置可以通过健身者骑行的时间和骑行的速度来判断健身者的体能状态，自动调整发电机的输出功率。
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，所述的健身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健身车实时状态和位置。
上述方案中，所述的健身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，将健身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，所述健身车发电系统还包括识别健身者身份的身份识别装置，通过身份识别装置将车辆与健身者身份信息、骑行时间、与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，以便于根据健身者创造的电能的价值来作为支付报酬的依据。
上述方案中，所述健身车上还设有充电插座，充电插座与储能装置电连接，方便健身者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。
本发明的健身车发电系统，设置了磁助力装置，使得健身车在发电时不增加或较少增加骑行的阻力，使健身者在骑行的舒适度不改变的情况下同时发电。本发明的健身车发电系统结构简化，各部件之间相互干扰少，健身车的故障率低。本发明的健身车发电系统用途广泛，既可以像常规健身车一样用于锻炼身体的同时发电，还能在停电时作为应急电源使用，又可以将骑行过程中发电机产生的电能储存在储能装置内用于其他用电设备的供电，还可以逆变为交流电后并网。本发明的充放电控制管理装置可以根据健身者的体能状态调整发电机输出功率，保障健身者骑行的舒适度。
附图说明：
图1为本发明的健身车发电系统的结构正视示意图；
图2为本发明的健身车发电系统主要部件结构俯视示意图；
图3为本发明的健身车发电系统主要部件结构左视示意图；
图4为控制管理平台框图。
具体实施方式
下面为本发明的具体实施方式：
如图1～图4所示，一种健身车发电系统，其包括健身车以及设置在健身车上的发电机、磁助力装置、充放电控制管理装置及储能装置，所述的发电机为外传子或内转子无刷永磁发电机，所述的磁助力装置包括定子和转子，定子固定在健身车车体上，静止不动；转子设置在与发电机转动部分联动的转子盘上，转子与发电机转动部分固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极数和方向设置使得健身车骑行时产生磁助力扭矩，所述的发电机设置在健身车的飞轮中心位置，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。如图1～图4所示为健身车各部件安装在健身车的上的示意图，图1为正视图，图2为俯视图，图3为左视图，图4为控制管理平台框图。所述的储能装置通常可以固定在健身车的车座支柱、横梁、前支撑、后支撑或独立放置。所述的充放电控制管理装置可安装在储能装置上、发电机上或健身车架上，充放电控制管理装置分别与充电装置及储能装置电连接。
上述方案中，所述的发电机的增速皮带轮组合为两个直径不一样但是同轴的皮带轮组成，同步旋转，增速皮带轮组合中直径小的皮带轮与脚踏驱动轮用一条皮带，直径大的皮带轮与发电机皮带轮用一条皮带，这样可以获得较高的增速比，使健身车发电机额定转速设置较高，降低发电机制造成本，减小发电机体积。发电机可为内转子或外转子的永磁发电机。
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机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，或将发电机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健身者的体能状态，调整发电机的输出功率。充放电控制管理装置可以通过健身者骑行的时间和骑行的速度来判断健身者的体能状态，自动控制调整发电机的输出功率。
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，所述的健身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健身车实时状态和位置。
上述方案中，所述的健身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，将健身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，所述健身车发电系统还包括识别健身者身份的身份识别装置，通过身份识别装置将车辆与健身者身份信息、骑行时间、与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，以便于根据健身者创造的电能的价值来作为支付报酬的依据。
上述方案中，所述健身车上还设有充电插座，充电插座与储能装置电连接，方便健身者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。
本发明的健身车发电系统在应用时，多个健身车可以分别与远程的控制管理平台通信，将健身者身份信息，骑行时间，产生的电能等数据传输至控制管理平台，便于对健身车进行管理，同时便于对健身者所产生的电能的价值进行计算，以便于对其支付适当的报酬。本发明的健身车发电系统，设置了磁助力装置，健身车在骑行时，磁助力装置能够对健身车的发电机产生磁助力扭矩，在不增加健身者的体能消耗的同时发电机能发出更多的电量，并保障健身者的骑行舒适度。本发明的健身车发电系统用途广泛，既可以作为普通健身车锻炼身体，同时发电，又能在停电时作为应急电源使用，也可以将骑行过程中发电机产生的电能储存在储能装置内用于其他用电设备的供电，还可以逆变为交流电后并网。本发明的充放电控制管理装置可以根据健身者的体能状态自动调整发电机输出功率，保障健身者骑行的舒适度。
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 (11)
1.一种健身车发电系统，其特征在于：其包括健身车以及设置在健身车上的发电机、磁助力装置、充放电控制管理装置及储能装置，所述的发电机为外传子或内转子无刷永磁发电机，所述的磁助力装置包括定子和转子，定子固定在健身车车体上，静止不动；转子设置在与发电机转动部分联动的转子盘上，转子与发电机转动部分固定连接，定子与转子均为永磁体，定子和转子的磁极数及方向设置使得健身车骑行时产生磁助力扭矩，所述的发电机设置在健身车的飞轮中心位置，所述设置于飞轮中心位置的发电机转动时飞轮外沿静止不动，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所述的健身车发电系统，其特征在于：所述的发电机为外传子或内转子无刷永磁发电机。
3.根据权利要求1所述的健身车发电系统，其特征在于：所述的磁助力系统由与发电机转动部分同步旋转的多个转子磁体、与健身车体连接固定不动的多个定子磁体组成，发电机转动时转子磁体同步转动，固定在转子盘上的数组转子磁体周期性从由数组定子磁体侧通过，由于定子磁场对转子磁体的推动作用而对发电机的旋转产生一个额外的磁助力扭矩。
4.根据权利要求1所述的健身车发电系统，其特征在于：所述的充放电控制管理装置实时检测健身者的体能状态，自动调整发电机输出功率。
5.根据权利要求1所述的健身车发电系统，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机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。
6.根据权利要求1所述的健身车发电系统，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所述的健身车发电系统，其特征在于：所述的健身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健身车实时状态和位置。
8.根据权利要求1所述的健身车发电系统，其特征在于：所述的健身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，将健身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1所述的健身车发电系统，其特征在于：所述健身车发电系统还包括识别健身者身份的身份识别装置，通过身份识别装置将车辆与健身者身份信息、骑行时间、与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所述的健身车发电系统，其特征在于：所述健身车上还设有充电插座，充电插座与储能装置电连接，方便健身者在骑行过程中对需要充电的设备进行充电。
11.根据权利要求1所述的健身车发电系统，其特征在于：所述健身车的储能装置可为一个独立于健身车之外的部件，与健身车通过导线电连接。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110141457A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-20 | 南京工程学院 | 集充放电一体的智能家用型康复训练系统 |
| CN110812788A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-02-21 | 华北水利水电大学 | 水力发电式竞技动感单车系统 |
| CN115571256A (zh) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | 马伟 | 骑行健身充发电动自行车 |
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2017
- 2017-07-18 CN CN201710604153.0A patent/CN109260658A/zh active Pending
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| CN110812788B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-03-26 | 华北水利水电大学 | 水力发电式竞技动感单车系统 |
| CN115571256A (zh) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | 马伟 | 骑行健身充发电动自行车 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190125 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |