CN111645804A - 一种空气能自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气能自行车，包括：车架，车架上分别连接有脚踏组件、空气能组件；所述空气能组件包括至少一个储气罐，所述空气能组件经由所述脚踏组件的转动而将空气能储存到所述储气罐中；通过脚踏组件和空气能组件给储气罐充气，在上坡时又能通过空气能组件和气动回路补偿到脚踏组件使的上坡更省力。本发明利用曲柄的回转完成骑行运动的同时又可以存储能量，环保实用；同时通过设计了气压控制回路，通过气动组件助力骑行，实现了省力骑行的过程，节能环保；而且整体结构设计简单，体积小，方便适用。

Description

一种空气能自行车

技术领域

本发明涉及自行车领域，具体而言，涉及一种空气能自行车。

背景技术

自行车是一种健康、方便、环保的代步工具，但是自行车一般只适合在路程较短时使用，而且速度较慢。在路面坡度较大或者天气恶劣的情况下问题尤为突出。目前，市场上还有电动自行车和以气压马达为驱动的气动自行车，在一定程度上解决了上述问题。但是电动自行车消耗电能，而气压马达对气体的利用率极低，对压缩气体和能源造成了极大浪费。

经过申请人海量检索，发现现有技术中的气动自行车方案如公开号为CN103979060B公开的一种气动自行车，能够通过电动与气动结合获得较好的气动自行车的气动控制回路效果，但是如果没有电源就只能手动操作，灵活性不够；或如公开号为CN109552539A公开的一种新能源气动助力自行车，将车架与储气罐融合为一体，但是还是需要通过手动操作切换，并不能有效的根据实际应用情况进行自动切换到助力模式；或如公开号为CN203381763U公开的气动自行车，其也没有解决自适应切换助力模式与普通模式的问题。

综上所述，现有技术中的气动自行车方案在解决自适应切换助力模式与普通模式的问题上还有待改进。

发明内容

本发明提出了一种空气能自行车以解决所述问题，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空气能自行车，包括：

车架，车架上分别连接有脚踏组件、空气能组件；所述空气能组件包括至少一个储气罐，储气罐具有气罐进气口和气罐出气口，所述空气能组件经由所述脚踏组件的转动而产生空气能并将空气能储存到所述储气罐中；

所述脚踏组件包括相互连接的踏板以及曲柄组件，所述曲柄组件转动连接于所述车架上；

所述空气能组件还包括活塞气缸、连接杆、气动组件，活塞气缸与连接杆活动连接，所述连接杆与所述活塞气缸活动连接，所述活塞气缸具有活塞出气口，所述活塞出气口设于活塞气缸远离所述连接杆的一端，所述活塞出气口通过管道与所述气罐进气口连接，所述气动组件具有气动进气口，所述气罐出气口通过管道与所述气动进气口连接，所述气动组件连接并驱动所述脚踏组件，所述连接杆远离所述活塞气缸的一端与所述曲柄组件连接。

2.如权利要求1所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述空气能组件还包括平衡开关，所述平衡开关被构造为使得：所述自行车在行驶在具备一定下坡坡度的位置时平衡开关导通所述活塞气缸至所述储气罐的连接线路，以为所述储气罐进行充气蓄力；

所述平衡开关包括，

换向阀，

导向机构，

支撑，

所述导向机构沿所述车架长度方向设置并与所述换向阀连接；

所述支撑穿过所述导向机构的重心而设置使得所述导向机构滑动时带动所述支撑往所述导向机构滑动方向移动；

所述换向阀通过管道连接所述活塞气缸，并且所述换向阀与所述导向机构连接并靠近自行车前叉的方向设置以使得当所述自行车下坡行驶超过预设角度时所述导向机构控制所述换向阀以使得所述活塞气缸得以向所述储气罐充气。

所述的一种空气能自行车，可选的，所述导向机构在所述自行车结束下坡行驶时能够依靠所述导向机构的自重由于惯性而使得所述换向阀自然回复原位。

所述的一种空气能自行车，可选的，所述活塞气缸有两个且分别设置于所述车架的两侧。

所述的一种空气能自行车，可选的，所述活塞气缸的出气口与所述储气罐之间通过管道依次连接第一单向阀、增压阀、过滤器；所述储气罐的出气口与所述气动组件之间通过管道依次连接电磁阀、油雾器；所述气缸的进气口上设置有第二单向阀，所述第一单向阀与所述第二单向阀互锁。

所述的一种空气能自行车，可选的，所述储气罐还通过管道连接有压力表，所述压力表设置于自行车的车头上。

本发明所取得的有益技术效果是：

1.利用曲柄的回转完成骑行运动的同时又可以存储能量，环保实用。

2.通过设计了气压控制回路，通过气动组件助力骑行，实现了省力骑行的过程，节能环保。

3.整体结构设计简单，体积小，方便适用。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例之一中一种空气能自行车的结构示意图；

图2是本发明实施例之一中脚踏组件的结构示意图；

图3是本发明实施例之一中脚踏组件的结构放大示意图；

图4是本发明实施例之一中空气能组件的控制回路示意图；

图5是本发明实施例之一中导向机构与支撑以及换向阀的结构示意图。

附图标记说明：1-储气罐；2-座椅；3-座管；4-气动组件；5-车架；6-活塞；61-第一活塞气缸；62-第二活塞气缸；7-车圈；8-外胎；9-辐条；10-前叉；11-第一连接杆；12-踏板；13-牙盘；14-链条张紧装置；15-碟刹；16-支架；17-刹车手柄；18-车把；19-压力表；20-安全阀；21-过滤器；22-增压阀；23-第一单向阀；24-第二单向阀；25-消音器；26-油雾器；27-电磁阀；28-气缸安装座；29-第二连接杆；30-导向机构；31-支撑；32-换向阀。

具体实施方式

本发明为一种空气能自行车，根据附图说明所示讲述以下实施例：

实施例一：

如图1-5所示的一种空气能自行车，包括：车架5，车架上分别连接有脚踏组件12、空气能组件；所述空气能组件包括至少一个储气罐1，储气罐具有气罐进气口和气罐出气口，至少一个所述储气罐1设置于所述车架5上，具体的，所述车架5固定连接有一个用于安装所述储气罐1的支架16，所述空气能组件经由所述脚踏组件12的转动而将空气能储存到所述储气罐1中；虽然本实施例未记载自行车的其他部件，但应当理解其具备其他的如车圈7、外胎8、辐条9、前叉10、座椅2、座管3、行李搭载装置(未标识)等。即其可以为已知或者未知的自行车的形式；所述脚踏组件包括依次连接的踏板12以及曲柄组件，所述曲柄组件转动连接于所述车架5上；所述空气能组件还包括连接杆、活塞气缸6、气动组件4，所述活塞气缸具有活塞出气口和活塞进气口，所述活塞出气口设于所述活塞气缸6远离所述连接杆的一端，所述活塞进气口设于所述活塞气缸6靠近所述连接杆的一端，所述活塞气缸6为现有技术或可以通过现有技术实现，故不再赘述其结构；所述活塞气缸6的出气口通过管道与所述气罐进气口连接，所述气动组件具有气动进气口，所述储气罐1的出气口通过管道与所述气动组件4的进气口连接，所述气动组件4连接并驱动所述脚踏组件，所述连接杆远离所述活塞气缸6的一端与所述曲柄组件连接。

所述空气能组件还包括平衡开关，所述平衡开关被构造为使得：所述自行车在行驶在具备一定下坡坡度的位置时平衡开关导通所述活塞气缸6至所述储气罐1的连接线路，以为所述储气罐1进行充气蓄力；所述平衡开关包括，换向阀32，导向机构30，支撑31，所述导向机构30沿所述车架5长度方向设置并与所述换向阀32连接；所述支撑31穿过所述导向机构30的重心而设置使得所述导向机构30滑动时带动所述支撑31往所述导向机构30滑动方向移动；所述换向阀32通过管道连接所述活塞气缸1，并且所述换向阀32与所述导向机构30连接并靠近自行车前叉10的方向设置以使得当所述自行车下坡行驶超过预设角度时所述导向机构30控制所述换向阀32以使得所述活塞气缸6得以向所述储气罐1充气。所述导向机构30在所述自行车结束下坡行驶时能够依靠所述导向机构的自重由于惯性而使得所述换向阀自然回复原位。

所述活塞气缸6包括第一活塞气缸61与第二活塞气缸62，所述第一活塞气缸61与所述第二活塞气缸62分别设置于所述车架5的两侧。

所述活塞气缸6的出气口与所述储气罐1之间通过管道依次连接第一单向阀23、增压阀22、过滤器21；所述储气罐1的出气口与所述气动组件4之间通过管道依次连接电磁阀27、油雾器26；所述气缸的进气口上设置有第二单向阀24，所述第一单向阀23与所述第二单向阀24互锁。

所述储气罐1还通过管道连接有压力表19，所述压力表19设置于自行车的车头上。

实施例二：

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步加以说明：

如图1-5所示的一种空气能自行车，包括：车架5，车架上分别连接有脚踏组件12、空气能组件；所述空气能组件包括至少一个储气罐1，储气罐具有气罐进气口和气罐出气口，至少一个所述储气罐1设置于所述车架5上，具体的，所述车架5固定连接有一个用于安装所述储气罐1的支架16，所述空气能组件经由所述脚踏组件12的转动而将空气能储存到所述储气罐1中；虽然本实施例未记载自行车的其他部件，但应当理解其具备其他的如车圈7、外胎8、辐条9、前叉10、座椅2、座管3、行李搭载装置(未标识)等。即其可以为已知或者未知的自行车的形式；

所述脚踏组件包括依次连接的踏板12以及曲柄组件，所述曲柄组件转动连接于所述车架5上；

所述空气能组件还包括连接杆、活塞气缸6、气动组件4，所述活塞气缸具有活塞出气口和活塞进气口，所述活塞出气口设于所述活塞气缸6远离所述连接杆的一端，所述活塞进气口设于所述活塞气缸6靠近所述连接杆的一端，所述活塞气缸6为现有技术或可以通过现有技术实现，故不再赘述其结构；所述活塞气缸6的出气口通过管道与所述气罐进气口连接，所述气动组件具有气动进气口，所述储气罐1的出气口通过管道与所述气动组件4的进气口连接，所述气动组件4连接并驱动所述脚踏组件，所述连接杆远离所述活塞气缸6的一端与所述曲柄组件连接。

通过与所述储气罐1连接的气压表19和电磁阀27控制气压大小，驱动所述气动组件4工作。所述气动组件4的一端安装了消音器25，所述气动组件4靠近所述消音器的一端安装上通过轴与齿轮的传动结构，传动结构包括主动轮与从动轮，所述主动轮与所述轴固定连接，所述从动轮连接于所述曲柄组件上，如图3所示，通过所述传动机构代替人力做功完成脚踩踏板12的动作以带动链条传动进而带动后轮转动，进而节省人力。

所述的一种空气能自行车，可选的，所述空气能组件还包括平衡开关，所述平衡开关被构造为使得：所述自行车在行驶在具备一定下坡坡度的位置时平衡开关导通所述活塞气缸6至所述储气罐1的连接线路，以为所述储气罐1进行充气蓄力；

所述平衡开关包括，

换向阀32，

导向机构30，

支撑31，

所述导向机构30沿所述车架5长度方向设置并与所述换向阀32连接，具体的，所述导向机构30被限制为沿所述车架5长度方向移动；

所述支撑31穿过所述导向机构30的重心而设置使得所述导向机构30滑动时带动所述支撑31往所述导向机构30滑动方向移动，所述支撑31远离所述导向机构30的一端为支点，所述支点与所述换向阀32连接；

所述换向阀32的中位为常闭，即平时骑行状态不导通；所述换向阀32通过管道连接所述活塞气缸1，并且所述换向阀32与所述导向机构30连接并靠近自行车前叉10的方向设置以使得当所述自行车下坡行驶超过一定角度时所述导向机构30控制所述换向阀32以使得所述活塞气缸6得以向所述储气罐1充气；

这里具体的说明一下以便于本领域技术人员的理解，即所述导向机构30与所述支撑31的结合形成类似于手柄结构，如图5所示，左侧为导向机构30与支撑31结合形成的手柄结构，并通过所述导向机构30的自重在克服惯性以及摩擦力的作用下带动所述支撑31向一个指定方向偏转一个角度，所述换向阀32具有凸轮，通过手柄结构带动凸轮旋转，凸轮具有定位驱动与锁定密封组件的开启与关闭功能，实现换向阀32的中位与其他位转换功能；

当自行车保持水平前进或者较小的角度时该导向机构30能够基本的保持与自行车前进的方向平行即与地面保持平行的稳定的设置，而当自行车下坡行驶超过一定角度时，导向机构30仍会保持与地面平行但不再与自行车前进的方向平行而具备了一定的角度，这样相当于所述导向机构30带动所述换向阀32换位，并且在下坡的过程中始终能稳定的保持换位。当然为了保证更好的稳定换位，导向机构30可以进行进一步的设置，如导向机构30滑动到预设角度时有如公开号为CN103981974A公开的微振动耗能部分自复位阻尼器防止其由于微振动而导致复位。并且所述导向机构30具备足够的自重以在所述自行车结束下坡行驶时能够自然克服上述阻尼器的约束复位。

在本实施例的优选方案为，所述活塞气缸6包括第一活塞气缸61与第二活塞气缸62，所述第一活塞气缸61与所述第二活塞气缸62分别设置于所述车架5的两侧，该设计能够保证车辆两侧的平衡，同时两个独立分离单独运动活塞气缸能够最大限度的获取足够的空气能。

在本实施例的优选方案为，所述活塞气缸6的出气口与所述储气罐1之间通过管道依次连接第一单向阀23、增压阀22、过滤器21；所述储气罐1的出气口与所述气动组件4之间通过管道依次连接电磁阀27、油雾器26；所述气缸的进气口上设置有第二单向阀24，所述第一单向阀23与所述第二单向阀24互锁。在本实施例的优选方案为，所述气动组件为风动马达。

在本实施例的优选方案为，所述储气罐1还通过管道连接有压力表19，所述压力表19设置于自行车的车头上。通过压力表能够直观看到储气罐1内的剩余空气能。

工作原理：在上坡时，通过与所述储气罐连接的压力表和电磁阀控制气压大小，驱动风动发达工作。所述风动马达的一端安装了消音器，所述消音器的一端安装了轴，所述轴的一端安装了齿轮，所述齿轮传动的另一从动轮安装在脚踏曲柄轴上，所述曲柄连接脚踏的轴与上述气压控制回路相连，同时所述曲柄轴还安装了链轮，所述链轮通过链条带动自行车后轮运动。

综上所述,本发明提供了一种空气能自行车，利用曲柄的回转完成骑行运动的同时又可以存储能量，环保实用；同时通过设计了气压控制回路，通过气动组件助力骑行，实现了省力骑行的过程，节能环保；而且整体结构设计简单，体积小，方便适用。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种空气能自行车，包括：

车架，车架上分别连接有脚踏组件、空气能组件；所述空气能组件包括至少一个储气罐，储气罐具有气罐进气口和气罐出气口，所述空气能组件经由所述脚踏组件的转动而产生空气能并将空气能储存到所述储气罐中；

其特征在于，

所述脚踏组件包括相互连接的踏板以及曲柄组件，所述曲柄组件转动连接于所述车架上；

所述空气能组件还包括活塞气缸、连接杆、气动组件，活塞气缸与连接杆活动连接，所述连接杆与所述活塞气缸活动连接，所述活塞气缸具有活塞出气口，所述活塞出气口设于活塞气缸远离所述连接杆的一端，所述活塞出气口通过管道与所述气罐进气口连接，所述气动组件具有气动进气口，所述气罐出气口通过管道与所述气动进气口连接，所述气动组件连接并驱动所述脚踏组件，所述连接杆远离所述活塞气缸的一端与所述曲柄组件连接。

2.如权利要求1所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述空气能组件还包括平衡开关，所述平衡开关被构造为使得：所述自行车在行驶在具备一定下坡坡度的位置时平衡开关导通所述活塞气缸至所述储气罐的连接线路，以为所述储气罐进行充气蓄力；

所述平衡开关包括，

换向阀，

导向机构，

支撑，

所述导向机构沿所述车架长度方向设置并与所述换向阀连接；

所述支撑穿过所述导向机构的重心而设置使得所述导向机构滑动时带动所述支撑往所述导向机构滑动方向移动；

所述换向阀通过管道连接所述活塞气缸，并且所述换向阀与所述导向机构连接并靠近自行车前叉的方向设置以使得当所述自行车下坡行驶超过预设角度时所述导向机构控制所述换向阀以使得所述活塞气缸得以向所述储气罐充气。

3.如权利要求2所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述导向机构在所述自行车结束下坡行驶时能够依靠所述导向机构的自重由于惯性而使得所述换向阀自然回复原位。

4.如权利要求1所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述活塞气缸有两个且分别设置于所述车架的两侧。

5.如权利要求1所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述活塞气缸的出气口与所述储气罐之间通过管道依次连接第一单向阀、增压阀、过滤器；所述储气罐的出气口与所述气动组件之间通过管道依次连接电磁阀、油雾器；所述气缸的进气口上设置有第二单向阀，所述第一单向阀与所述第二单向阀互锁。

6.如权利要求5所述的一种空气能自行车，其特征在于，所述储气罐还通过管道连接有压力表，所述压力表设置于自行车的车头上。

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