CN110282062A - 一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，包括车胎，其内部相嵌设置有永磁铁，所述车胎右侧面上设置有用于与汽车轮毂摩擦连接的摩擦凸环，所述车胎内套接有平衡车主体，所述平衡车主体和车胎之间设置有线圈；左环和右环，其分别设置在平衡车主体端面与车胎之间，以及连接装置，其设置在平衡车主体左端面上。本发明通过在独轮平衡车上设置线圈、永磁铁、固定装置和连接装置，将独轮平衡车固定连接到车轮上，使得转子与车轮保持同步转动，定子保持静止，通过汽车轮胎与平衡车轮的相对转动而切割磁感线，在平衡车内部产生电能并存储达到给平衡车充电的效果，汽车轮的能量转化为电能给电池充电，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及独轮平衡车技术领域，具体为一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车。
背景技术
在环境污染日益严重的背景下，独轮平衡车作为一种新型的代步工具采用电能驱动节能环保缓解资源和空气的污染。独轮平衡车系统以姿态传感器来检测车身所处的俯仰状态和状态的变化，通过高速控制器计算出适当的数据和指令后，驱动电机产生前进后退的加速度来达到前后平衡的效果。平衡车将人体工程学与运动学完美结合，将健身合理融入其中，汇聚多种功能，集休闲、健身、娱乐、运动、益智为一体，锻炼人们运动协调能力，迅速提高骑行者的应变能力，促进身体和大脑发育。但是现有的独轮平衡车均是通过内置蓄电池、通过外接电源对其充电，实现驱动，不具有借助其他外力实现自充电的功能，在电量不足或无外接电源的情况下，给人们的使用带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，通过将独轮平衡车连接到汽车轮毂上实现对独轮平衡车充电，包括
车胎，其内部相嵌设置有永磁铁，所述车胎和永磁铁构成转子，所述车胎右侧面上设置有用于与汽车轮毂摩擦连接的摩擦凸环，所述车胎内套接有平衡车主体，所述平衡车主体内部包括电池、陀螺仪、处理器、传感器，所述平衡车主体和车胎之间设置有线圈，所述平衡车主体和线圈构成定子；
踏板装置，其设置在平衡车主体两侧，用于支撑乘骑人员；
左环和右环，其分别设置在平衡车主体端面与车胎之间，所述右环适时保持静止或转动状态，所述右环上设置有用于在充电时，将整个车体连接到汽车轮毂上的固定装置，以及
连接装置，其设置在平衡车主体左端面上，用于在充电时将定子固定连接到车体上。
优选的，所述踏板装置包括第一弹簧、第一滑块磁铁、连杆、转轴、踏板和第一磁铁，所述第一弹簧设置在开设在平衡车主体端面的滑槽内，所述滑槽底端设置有第一磁铁，所述第一滑块磁铁活动设置在滑槽内，且与第一弹簧固定连接，所述第一滑块磁铁通过连杆与踏板连接，所述踏板一端通过转轴与平衡车主体连接。
优选的，所述右环包括外环、中环和内环，所述外环、中环和内环依次相嵌设置在平衡车主体右端面，所述外环和中环以及中环和内环均通过卡槽和金属弹片连接，所述内环通过卡槽和中心固定轮与平衡车主体连接。
优选的，所述固定装置分别设置在外环、中环和内环上，所述固定装置包括连接座、调节螺杆、卡块座、第二滑块磁铁、第二磁铁、第二弹簧、连接杆和卡块，所述连接座分别与外环、中环和内环连接，所述连接座上设置有用于调节卡块座与圆心距离的调节螺杆，所述卡块座上开设倾斜滑槽，所述第二磁铁固定设置在倾斜滑槽的上端，所述第二滑块磁铁通过连接第二磁铁设置在倾斜滑槽内，所述卡块通过连接杆与第二滑块磁铁连接。
优选的，所述卡块两端设置有伸缩卡块，所述卡块上设置有锁定钢珠，所述伸缩卡块上设置有与锁定钢珠相适应的锁定孔。
优选的，所述第二滑块磁铁、连接杆和卡块包裹有减震防滑材质。
优选的，所述连接装置包括磁性表座和伸缩杆，所述伸缩杆固定设置在平衡车主体左端面上，所述磁性表座通过转轴设置在伸缩杆的另一端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在独轮平衡车上设置线圈、永磁铁、固定装置和连接装置，将独轮平衡车固定连接到车轮上，使得转子与车轮保持同步转动，定子保持静止，通过汽车轮胎与平衡车轮的相对转动而切割磁感线，在平衡车内部产生电能并存储达到给平衡车充电的效果，汽车车轮的能量转化为电能给电池充电，节能环保。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的正视图；
图4为本发明的爆炸图；
图5为本发明连接装置安装到外环上的结构示意图；
图6为本发明连接装置安装到中环上的结构示意图；
图7为本发明连接装置安装到内环上的结构示意图；
图8为本发明的连接装置结构示意图；
图9为本发明外环、中环和内环结构示意图；
图10为本发明踏板装置结构示意图；
图11为本发明卡块和伸缩卡块结构示意图；
图12为本发明另一角度结构示意图；
图13为本发明连接到汽车轮毂和车体上的结构示意图。
图中：1平衡车主体、2线圈、3车胎、31摩擦凸环、4永磁铁、5左环、6踏板装置、61第一弹簧、62第一滑块磁铁、63连杆、64转轴、65踏板、66第一磁铁、7右环、71外环、72中环、73内环、74中心固定轮、8连接装置、81连接座、82调节螺杆、83卡块座、84第二滑块磁铁、85第二磁铁、86第二弹簧、87连接杆、88卡块、89伸缩卡块、9连接装置、91磁性表座、92伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，通过将独轮平衡车连接到汽车轮毂上实现对独轮平衡车充电，包括
车胎3，其内部等距相嵌设置有永磁铁4，车胎3和永磁铁4构成转子，车胎3右侧面上固定设置有用于与汽车轮毂摩擦连接的摩擦凸环31，车胎3内套接有平衡车主体1，平衡车主体1内部包括电池、陀螺仪、处理器、传感器，平衡车主体1和车胎3之间设置有线圈2，平衡车主体1和线圈2构成定子，平衡车在骑行状态时，定子保持静止状态，转子转动；平衡车在充电状态时，定子依然保持静止状态，转子在摩擦凸环31的作用下与车轮毂保持转动，实现切割磁感线，产生电能，给电池充电；
踏板装置6，其固定设置在平衡车主体1两侧端面上，用于支撑乘骑人员，踏板装置6包括第一弹簧61、第一滑块磁铁62、连杆63、转轴64、踏板65和第一磁铁66，第一弹簧61设置在开设在平衡车主体1端面的滑槽内，滑槽底端设置有第一磁铁66，第一滑块磁铁62活动设置在滑槽内，且与第一弹簧61固定连接，第一滑块磁铁62通过连杆63与踏板65连接，踏板65一端通过转轴64与平衡车主体1连接。在第一磁铁66未得电情况下，第一弹簧61牵引第一滑块磁铁62，使其保持在滑槽上端，进而通过连杆63将踏板65垂直折叠起来，在携带或放置平衡车时能够节约空间；在使用独轮平衡车时，打开开关，第一磁铁66得电，将第一滑块磁铁62吸附至滑槽下端，进而通过连杆63将踏板65展开，实现对踏板65的自动折叠和展开；
左环5和右环7，其分别设置在平衡车主体1端面与车轮3之间，右环7适时保持静止或转动状态，在平衡车骑行时，右环7与定子保持静止状态，在进行充电时，右环7与汽车轮毂保持转动状态。右环7上设置有用于在充电时，将整个车体连接到汽车轮毂上的固定装置8，右环7包括外环71、中环72和内环73，在本实施例中，固定装置8有同有3个，分别设置在外环71、中环72和内环73上。外环71、中环72和内环73依次相嵌设置在平衡车主体1右端面，外环71和中环72以及中环72和内环73均通过卡槽和金属弹片滑动连接，外环71、中环72和内环73上分别环绕设置多个卡槽，同时设置多个与其配合的金属弹片，金属弹片进入卡槽实现连接，可以通过外力转动外环71、中环72和内环73，使得不同角度的卡槽和金属弹片实现卡接，进而调节设置在外环71、中环72和内环73上的固定装置8之间具有不同的角度，以便适配不同样式的轮毂。外环71和车胎3也通过卡槽和金属弹片连接。内环73通过卡槽和中心固定轮74与平衡车主体1滑动连接。在骑行状态时，转子转动，平衡车主体1静止不动，通过中心固定轮74与内环73卡槽，以及金属弹片与卡槽之间的连接力，使得外环71、中环72和内环73均保持静止；在充电状态时，外环71、中环72和内环73通过固定装置8与汽车轮毂保持同步转动，内环73克服中心固定轮74与卡槽之间的连接力，使得平衡车主体1保持静止状态，车胎3、外环71、中环72和内环73转动，即永磁铁4环绕线圈2转动，切割磁感线，实现发电。
固定装置8包括连接座81、调节螺杆82、卡块座83、第二滑块磁铁84、第二磁铁85、第二弹簧86、连接杆87和卡块88，连接座81与外环71或中环72或内环73连接，连接座81上设置有用于调节卡块座83与圆心距离的调节螺杆82，调节螺杆82的设置能够保证3个卡块座83处于相同半径的圆周上，在转动过程中，保持稳定。卡块座83上开设倾斜滑槽，第二磁铁85固定设置在倾斜滑槽的上端，第二滑块磁铁84通过连接第二磁铁85设置在倾斜滑槽内，卡块88通过连接杆87与第二滑块磁铁84连接。第二磁铁85得电时，克服第二弹簧86拉力，将第二滑块磁铁84吸附至滑槽上端，便于卡块88进入辐条之间的间隙，同时，第二磁铁85断电，第二滑块磁铁84被第二弹簧86向下拉，连接杆87和卡块88同步向下运动，由于滑槽为倾斜结构，使得连接杆87和卡块88卡接到车轮毂辐条之间，进而将平衡车固定到车轮上，同时，也保证了车轮3上的摩擦凸环31与车轮毂紧密贴合。
卡块88两端设置有伸缩卡块89，卡块88上设置有锁定钢珠，伸缩卡块89上设置有与锁定钢珠相适应的锁定孔，为了能够适配辐条之间的间隙，可通过将卡块88两端的伸缩卡块89拉出，锁定钢珠和锁定孔实现长度固定，以满足辐条间隙较大的汽车轮毂。第二滑块磁铁84、连接杆87和卡块88包裹有橡胶，能够减小撞击和提高摩擦力，以及
连接装置9，其固定设置在平衡车主体1左端面上，用于在充电时将定子固定连接到车体上，连接装置9包括磁性表座91和伸缩杆92，伸缩杆92固定设置在平衡车主体1左端面上，磁性表座91通过转轴设置在伸缩杆92的另一端，通过设置连接装置9使得在充电过程中定子与车体保持静止而不转动。
磁性表座91里面是一个圆柱体,在其中间放置一条条形的永久磁铁或恒磁磁铁，外面底座位置是一块软磁材料，(软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料)，通过转动手柄，来转动里面的磁铁。当磁铁的两极(N或S)呈上下方向时，也就是磁铁的N或S极正对软磁材料底座时,就被磁化了，这个方向上具有强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向时，及NS的正中间正对软磁材料底座时(长条形磁铁的正中间只有极小的磁性，可以不记)不会被磁化，所以此时底座上几乎没有磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，通过将独轮平衡车连接到汽车轮毂上实现对独轮平衡车充电，其特征在于：包括
车胎(3)，其内部相嵌设置有永磁铁(4)，所述车胎(3)和永磁铁(4)构成转子，所述车胎(3)右侧面上设置有用于与汽车轮毂摩擦连接的摩擦凸环(31)，所述车胎(3)内套接有平衡车主体(1)，所述平衡车主体(1)内部包括电池、陀螺仪、处理器、传感器，所述平衡车主体(1)和车胎(3)之间设置有线圈(2)，所述平衡车主体(1)和线圈(2)构成定子；
踏板装置(6)，其设置在平衡车主体(1)两侧，用于支撑乘骑人员；
左环(5)和右环(7)，其分别设置在平衡车主体(1)端面与车胎(3)之间，所述右环(7)适时保持静止或转动状态，所述右环(7)上设置有用于在充电时，将整个车体连接到汽车轮毂上的固定装置(8)，以及
连接装置(9)，其设置在平衡车主体(1)左端面上，用于在充电时将定子固定连接到车体上。
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述踏板装置(6)包括第一弹簧(61)、第一滑块磁铁(62)、连杆(63)、转轴(64)、踏板(65)和第一磁铁(66)，所述第一弹簧(61)设置在开设在平衡车主体(1)端面的滑槽内，所述滑槽底端设置有第一磁铁(66)，所述第一滑块磁铁(62)活动设置在滑槽内，且与第一弹簧(61)固定连接，所述第一滑块磁铁(62)通过连杆(63)与踏板(65)连接，所述踏板(65)一端通过转轴(64)与平衡车主体(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述右环(7)包括外环(71)、中环(72)和内环(73)，所述外环(71)、中环(72)和内环(73)依次相嵌设置在平衡车主体(1)右端面，所述外环(71)和中环(72)以及中环(72)和内环(73)均通过卡槽和金属弹片连接，所述内环(73)通过卡槽和中心固定轮(74)与平衡车主体(1)连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述固定装置(8)分别设置在外环(71)、中环(72)和内环(73)上，所述固定装置(8)包括连接座(81)、调节螺杆(82)、卡块座(83)、第二滑块磁铁(84)、第二磁铁(85)、第二弹簧(86)、连接杆(87)和卡块(88)，所述连接座(81)分别与外环(71)、中环(72)和内环(73)连接，所述连接座(81)上设置有用于调节卡块座(83)与圆心距离的调节螺杆(82)，所述卡块座(83)上开设倾斜滑槽，所述第二磁铁(85)固定设置在倾斜滑槽的上端，所述第二滑块磁铁(84)通过连接第二磁铁(85)设置在倾斜滑槽内，所述卡块(88)通过连接杆(87)与第二滑块磁铁(84)连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述卡块(88)两端设置有伸缩卡块(89)，所述卡块(88)上设置有锁定钢珠，所述伸缩卡块(89)上设置有与锁定钢珠相适应的锁定孔。
6.根据权利要求4所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述第二滑块磁铁(84)、连接杆(87)和卡块(88)包裹有减震防滑材质。
7.根据权利要求1所述的一种基于车辆轮胎动力的自发电式独轮平衡车，其特征在于：所述连接装置(9)包括磁性表座(91)和伸缩杆(92)，所述伸缩杆(92)固定设置在平衡车主体(1)左端面上，所述磁性表座(91)通过转轴设置在伸缩杆(92)的另一端。
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