CN113581356A - 一种气动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种气动自行车，涉及自行车领域。包括车架；车架设有控制系统、蓄电池、与蓄电池电连接的发电装置、用于改变气体流量的气体输送装置、用于存储压缩气体的储气装置以及用于将压缩气体内能转化为机械能的动力装置；气体输送装置一端与储气装置连通，气体输送装置另一端与动力装置连接；气体输送装置、动力装置和蓄电池均与控制系统电连接。本发明的气动自行车能够将压缩空气作为动力源，驱动自行车前进，节能环保。

Description

一种气动自行车

技术领域

本发明涉及自行车领域，具体而言，涉及一种气动自行车。

背景技术

自行车是生活中一种重要的代步工具，现有技术中的自行车大部分是人力踩踏提供动力，还有一些自行车用电机提供动力，现有技术缺少能将压缩空气转化为车轮动力的自行车。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动自行车，其能够将压缩空气作为动力源，驱动自行车前进，节能环保。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种气动自行车，包括车架；车架设有控制系统、蓄电池、与蓄电池电连接的发电装置、用于改变气体流量的气体输送装置、用于存储压缩气体的储气装置以及用于将压缩气体内能转化为机械能的动力装置；气体输送装置一端与储气装置连通，气体输送装置另一端与动力装置连接；气体输送装置、动力装置和蓄电池均与控制系统电连接。

在本发明的一些实施例中，上述储气装置包括用于存储压缩气体的储气罐；储气罐设有进气阀以及与气体输送装置连接的排气阀，排气阀与气体输送装置之间设有气泵。

在本发明的一些实施例中，上述储气罐设有气压安全阀。

在本发明的一些实施例中，上述还包括与车架可拆卸连接的坐垫；车架设有用于放置储气罐的安装槽，坐垫设于安装槽的槽口。

在本发明的一些实施例中，上述气体输送装置包括与储气装置连通的第一储气箱，第一储气箱设有与发电装置连接的第一阀门以及与动力装置连接的第二阀门，第一阀门与第二阀门均与控制系统电连接。

在本发明的一些实施例中，上述动力装置包括第一从动齿轮、设于第一从动齿轮的第二主动齿轮、传送链、第一滚轮、第二滚轮和用于将压缩气体内能转化为机械能的能量转换器；

第一从动齿轮、第一滚轮和第二滚轮均与车架转动连接；能量转换器一端与气体输送装置连接，能量转换器另一端与第一从动齿轮传动连接；第二滚轮设有第二从动齿轮，第二主动齿轮和第二从动齿轮均与传送链传动连接。

在本发明的一些实施例中，上述能量转换器包括第二储气箱、第一输气管、第二输气管、连接箱、滑动设于连接箱的活塞、与活塞活动连接的连杆以及与连杆转动连接的曲柄；

连接箱内部腔室被活塞隔断形成第一腔室和第二腔室，第一输气管一端和第二输气管一端均与第二储气箱连通，第一输气管另一端与第一腔室连通，第二输气管与第二腔室连通；

第一输气管设有第一排气孔以及用于密封第一排气孔的第三阀门，第一输气管与第二储气箱的连接处设有第四阀门；第二输气管设有第二排气孔以及用于密封第二排气孔的第五阀门，第二输气管与第二储气箱的连接处设有第六阀门；第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门均与控制系统电连接；

曲柄与车架转动连接，曲柄设有与第一从动齿轮传动连接的第一主动齿轮。

在本发明的一些实施例中，上述发电装置包括气动马达、发电机和电压稳定器；气体输送装置设有第一进气管，第一进气管远离气体输送装置的一端与气动马达连接；气动马达的输出轴与发电机的转轴连接，发电机与电压稳定器电连接，电压稳定器与蓄电池电连接。

在本发明的一些实施例中，上述车架设有用于放置蓄电池的容纳槽以及用于密封容纳槽的盖板，盖板一端与车架铰接，盖板另一端为自由端。

在本发明的一些实施例中，上述车架设有与控制系统电连接的照明装置。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明的储气装置可存储比较大密度的压缩气体，压缩气体从气体输送装置进入发电装置，发电装置能将压缩气体的内能转化为电能并存储于蓄电池；动力装置能将压缩气体的内能转化为机械能，以便车架移动；气体输送装置能改变储气装置内的压缩气体到动力装置的流量，以便动力装置将不同能量的内能转化为机械能，由此实现动力装置带动车架移动的速度具有一定差别，控制系统用于操作气体输送装置。本发明的气动自行车能够将压缩空气作为动力源，驱动自行车前进，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例气动自行车的结构示意图；

图2为图1中A处放大图。

图标：1-车架；2-蓄电池；3-储气罐；4-进气阀；5-排气阀；6-气泵；7-第一储气箱；8-第二储气箱；9-调速把手；10-气压安全阀；11-坐垫；12-安装槽；13-第一阀门；14-第二阀门；15-第一从动轮；16-第二主动齿轮；17-传送链；18-第一滚轮；19-第二滚轮；20-第一输气管；21-第二输气管；22-第三阀门；23-第四阀门；24-第五阀门；25-第六阀门；26-连接箱；27-活塞；28-连杆；29-曲柄；30-第一腔室；31-第二腔室；32-容纳槽；33-盖板；34-卡块；35-第一主动齿轮；36-气动马达；37-发电机；38-电压稳定器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种气动自行车，包括车架1；车架1设有控制系统、蓄电池2、与蓄电池2电连接的发电装置、用于改变气体流量的气体输送装置、用于存储压缩气体的储气装置以及用于将压缩气体内能转化为机械能的动力装置；气体输送装置一端与储气装置连通，气体输送装置另一端与动力装置连接；气体输送装置、动力装置和蓄电池2均与控制系统电连接。

在本实施例中，操作人员需要定期对储气装置加入压缩气体。大多数时候，气体输送装置只把压缩气体输送至动力装置，动力装置能将压缩气体的内能转化为机械能，以便车架1移动；气体输送装置能改变储气装置内的压缩气体到动力装置的流量，以便动力装置将不同能量的内能转化为机械能，由此实现动力装置带动车架1移动的速度具有一定差别。气体输送装置由控制系统进行操控，控制系统可为单片机，型号可为STM32MP157。压缩气体从气体输送装置进入发电装置，发电装置能将压缩气体的内能转化为电能并存储于蓄电池2；本发明的气动自行车能够将压缩空气作为动力源，驱动自行车前进，节能环保。

在本实施例中，储气装置包括用于存储压缩气体的储气罐3；储气罐3设有进气阀4以及与气体输送装置连接的排气阀5，排气阀5与气体输送装置之间设有气泵6。

详细地，进气阀4和排气阀5均可为电磁阀，电磁阀型号可为2W-025-08，由于电磁阀属于现有技术，这里不再赘述电磁阀的具体结构。进气阀4的位置可设置压力表，当压力表的读数较低时，操作人员可从进气阀4充入压缩气体。当气动自行车前进时，排气阀5处于常开状态，储气罐3内部压缩气体不断从排气阀5进入第一储气箱7，再进入第二储气箱8。

初始阶段，储气罐3内部充满较大密度的气体，储气罐3内气压大于外界气压。而第一储气箱7和第二储气箱8内部气压与外界气压相同，排气阀5和第一储气箱7之间设有气泵6，当排气阀5打开，气泵6不断将储气罐3内气体泵入第一储气箱7，使第一储气箱7内气压大于第二储气箱8内气压，第一储气箱7内气体不断进入第二储气箱8，第二储气箱8内气体再推动活塞27不断做功。

车架1设有调速把手9，调速把手9内部设有霍尔元件，车架1设有磁块，霍尔元件与控制系统电连接，当把手转动，霍尔元件周围磁场强度发生变化，霍尔元件输出到控制系统的电压也出现变化，控制系统再根据该电压大小来调节气泵6的功率，即调速把手9转角越大，气泵6的功率越大，储气罐3输出到第二储气箱8的压缩气体越多，压缩气体带动活塞27做功的频率越快，第二滚轮19的转速越快。

在本实施例中，储气罐3设有气压安全阀10。

详细地，气压安全阀10的型号可为A28W-16T。假如操作人员从进气阀4对储气罐3冲入压缩气体时没注意观察压力表读数情况，储气罐3的气压很可能大于安全值，甚至让储气罐3出现爆炸的情况，所以在储气罐3设置气压安全阀10，当储气罐3气压大于阈值，气压安全阀10能自动排放储气罐3内部分气体。

在本实施例中，还包括与车架1可拆卸连接的坐垫11；车架1设有用于放置储气罐3的安装槽12，坐垫11设于安装槽12的槽口。

详细地，当需要对储气罐3进行充气时，只需将坐垫11移开车架1，然后从进气阀4对储气罐3充气，结构简单，操作方便。坐垫11一端与车架1铰接，坐垫11另一端为自由端，坐垫11设有与安装槽12配合的卡块34。

在本实施例中，气体输送装置包括与储气装置连通的第一储气箱7，第一储气箱7设有与发电装置连接的第一阀门13以及与动力装置连接的第二阀门14，第一阀门13与第二阀门14均与控制系统电连接。

详细地，车架1可设置用于显示车速和蓄电池2电量的仪表盘，仪表盘与控制系统电连接。第一阀门13处于常闭状态，而第二阀门14则只有在调速把手9转动时才打开。当操作人员通过仪表盘观察到蓄电池2的电量较低时，可通过控制系统将第一阀门13打开，仪表盘可设置用于操控第一阀门13的按钮，按动按钮，第一阀门13便打开。

在本实施例中，动力装置包括第一从动齿轮、设于第一从动齿轮的第二主动齿轮16、传送链17、第一滚轮18、第二滚轮19和用于将压缩气体内能转化为机械能的能量转换器；

第一从动齿轮、第一滚轮18和第二滚轮19均与车架1转动连接；能量转换器一端与气体输送装置连接，能量转换器另一端与第一从动齿轮传动连接；第二滚轮19设有第二从动齿轮，第二主动齿轮16和第二从动齿轮均与传送链17传动连接。

详细地，第二储气箱8内的压缩气体通过能量转换器转化为机械能，即能量转换器带动第一从动齿轮转动，此时，第二主动齿轮16通过传送链17带动第二从动齿轮转动，由此实现第二滚轮19的转动。第一滚轮18与车架1只是铰接，并不为车架1提供动力。

在本实施例中，上述能量转换器包括第二储气箱8、第一输气管20、第二输气管21、连接箱26、滑动设于连接箱26的活塞27、与活塞27活动连接的连杆28以及与连杆28转动连接的曲柄29；

连接箱26内部腔室被活塞27隔断形成第一腔室30和第二腔室31，第一输气管20一端和第二输气管21一端均与第二储气箱8连通，第一输气管20另一端与第一腔室30连通，第二输气管21与第二腔室31连通；

第一输气管20设有第一排气孔以及用于密封第一排气孔的第三阀门22，第一输气管20与第二储气箱8的连接处设有第四阀门23；第二输气管21设有第二排气孔以及用于密封第二排气孔的第五阀门24，第二输气管21与第二储气箱8的连接处设有第六阀门25；第三阀门22、第四阀门23、第五阀门24和第六阀门25均与控制系统电连接；

曲柄29与车架1转动连接，曲柄29设有与第一从动齿轮传动连接的第一主动齿轮35。

详细地，第一输气管20和第二输气管21与连接箱26的连接处均设有与控制系统电连接的红外线传感器，当活塞27靠近第一输气管20，红外线传感器向控制系统传递信号，控制系统控制第四阀门23打开以及第三阀门22关闭，第六阀门25关闭，第五阀门24打开，此时，第一腔室30与第二储气箱8连通，第二腔室31与外界大气连通，第一腔室30内气压大于第二腔室31内气压，压缩气体挤压活塞27从第一输气管20一端移向第二输气管21一端；当第二输气管21的红外线传感器检测到活塞27位于第二输气管21与连接箱26的连接处，红外线传感器向控制系统传递信号，控制系统控制第四阀门23关闭以及第三阀门22打开，第六阀门25打开，第五阀门24关闭，此时，第一腔室30与外界大气连通，第二腔室31与第二储气箱8连通，第二腔室31内气压大于第一腔室30内气压，压缩气体挤压活塞27从第二输气管21一端移向第一输气管20一端。第三阀门22、第四阀门23、第五阀门24和第六阀门25均为电磁阀。

活塞27从第一输气管20移向第二输气管21或者从第二输气管21移向第一输气管20的过程为一个冲程，一个冲程保证曲柄29能转动一圈。如图2所示，活塞27移动时带动连杆28摆动，连杆28带动曲柄29旋转，第一主动齿轮35再带动第一从动齿轮转动。

在本实施例中，发电装置包括气动马达36、发电机37和电压稳定器38；气体输送装置设有第一进气管，第一进气管远离气体输送装置的一端与气动马达36连接；气动马达36的输出轴与发电机37的转轴连接，发电机37与电压稳定器38电连接，电压稳定器38与蓄电池2电连接。

详细地，第一储气箱7与第二储气箱8之间设有第二进气管，第一储气箱7与气动马达36之间设有第一进气管，第一进气管和第二进气管均设有电磁阀。气动自行车设有与控制系统电连接的启动开关，启动开关为现有技术中的钥匙拧动式开关。气动自行车启动时，第二进气管的电磁阀打开，保证压缩气体能从第一储气箱7进入第二储气箱8。当蓄电池2电量不足时，控制系统将第一阀门13打开，压缩气体进入气动马达36，气动马达36的输出轴转动并带动发电机37的转轴旋转，使发电机37进行发电，发电机37产生的电经过电压稳定器38进行稳压处理然后存储于蓄电池2，由此完成充电。气动马达36型号可为QPG42。

在本实施例中，车架1设有用于放置蓄电池2的容纳槽32以及用于密封容纳槽32的盖板33，盖板33一端与车架1铰接，盖板33另一端为自由端。

详细地，当蓄电池2没电后，利用发电装置对蓄电池2进行应急充电，但要想将蓄电池2充满电还是需要用外界的充电器对蓄电池2进行充电，蓄电池2使用较长时间后可能出现损坏的现象，此时操作人员可将盖板33揭开，将蓄电池2从容纳槽32取出并更换。

在本实施例中，车架1设有与控制系统电连接的照明装置。

详细地，照明装置包括前灯、后灯和转向灯，气动自行车的仪表盘处设有控制前灯、后灯和转向灯开闭的开关。

本实施例的气动自行车还设有刹车总成，刹车总成主要作用是对第一滚轮18和第二滚轮19进行制动，由于刹车总成属于现有技术，这里不再赘述刹车总成的结构。

综上，本发明的实施例提供一种气动自行车：

包括车架1；车架1设有控制系统、蓄电池2、与蓄电池2电连接的发电装置、用于改变气体流量的气体输送装置、用于存储压缩气体的储气装置以及用于将压缩气体内能转化为机械能的动力装置；气体输送装置一端与储气装置连通，气体输送装置另一端与动力装置连接；气体输送装置、动力装置和蓄电池2均与控制系统电连接。

本发明的储气装置可存储比较大密度的压缩气体，压缩气体从气体输送装置进入发电装置，发电装置能将压缩气体的内能转化为电能并存储于蓄电池2；动力装置能将压缩气体的内能转化为机械能，以便车架1移动；气体输送装置能改变储气装置内的压缩气体到动力装置的流量，以便动力装置将不同能量的内能转化为机械能，由此实现动力装置带动车架1移动的速度具有一定差别，控制系统用于操作气体输送装置。本发明的气动自行车能够将压缩空气作为动力源，驱动自行车前进，节能环保。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种气动自行车，其特征在于，包括车架；所述车架设有控制系统、蓄电池、与所述蓄电池电连接的发电装置、用于改变气体流量的气体输送装置、用于存储压缩气体的储气装置以及用于将压缩气体内能转化为机械能的动力装置；所述气体输送装置一端与所述储气装置连通，所述气体输送装置另一端与所述动力装置连接；所述气体输送装置、所述动力装置和所述蓄电池均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的气动自行车，其特征在于，所述储气装置包括用于存储压缩气体的储气罐；所述储气罐设有进气阀以及与所述气体输送装置连接的排气阀，所述排气阀与所述气体输送装置之间设有气泵。

3.根据权利要求2所述的气动自行车，其特征在于，所述储气罐设有气压安全阀。

4.根据权利要求2所述的气动自行车，其特征在于，还包括与所述车架可拆卸连接的坐垫；所述车架设有用于放置所述储气罐的安装槽，所述坐垫设于所述安装槽的槽口。

5.根据权利要求1所述的气动自行车，其特征在于，所述气体输送装置包括与所述储气装置连通的第一储气箱，所述第一储气箱设有与所述发电装置连接的第一阀门以及与所述动力装置连接的第二阀门，所述第一阀门与所述第二阀门均与所述控制系统电连接。

6.根据权利要求1所述的气动自行车，其特征在于，所述动力装置包括第一从动齿轮、设于所述第一从动齿轮的第二主动齿轮、传送链、第一滚轮、第二滚轮和用于将压缩气体内能转化为机械能的能量转换器；

所述第一从动齿轮、所述第一滚轮和所述第二滚轮均与所述车架转动连接；所述能量转换器一端与所述气体输送装置连接，所述能量转换器另一端与所述第一从动齿轮传动连接；所述第二滚轮设有第二从动齿轮，所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮均与所述传送链传动连接。

7.根据权利要求6所述的气动自行车，其特征在于，所述能量转换器包括第二储气箱、第一输气管、第二输气管、连接箱、滑动设于所述连接箱的活塞、与所述活塞活动连接的连杆以及与所述连杆转动连接的曲柄；

所述连接箱内部腔室被所述活塞隔断形成第一腔室和第二腔室，所述第一输气管一端和所述第二输气管一端均与所述第二储气箱连通，所述第一输气管另一端与所述第一腔室连通，所述第二输气管与所述第二腔室连通；

所述第一输气管设有第一排气孔以及用于密封所述第一排气孔的第三阀门，所述第一输气管与所述第二储气箱的连接处设有第四阀门；所述第二输气管设有第二排气孔以及用于密封所述第二排气孔的第五阀门，所述第二输气管与所述第二储气箱的连接处设有第六阀门；所述第三阀门、所述第四阀门、所述第五阀门和所述第六阀门均与所述控制系统电连接；

所述曲柄与所述车架转动连接，所述曲柄设有与所述第一从动齿轮传动连接的第一主动齿轮。

8.根据权利要求6所述的气动自行车，其特征在于，所述发电装置包括气动马达、发电机和电压稳定器；所述气体输送装置设有第一进气管，所述第一进气管远离所述气体输送装置的一端与气动马达连接；所述气动马达的输出轴与所述发电机的转轴连接，所述发电机与所述电压稳定器电连接，所述电压稳定器与所述蓄电池电连接。

9.根据权利要求1所述的气动自行车，其特征在于，所述车架设有用于放置所述蓄电池的容纳槽以及用于密封所述容纳槽的盖板，所述盖板一端与所述车架铰接，所述盖板另一端为自由端。

10.根据权利要求1所述的气动自行车，其特征在于，所述车架设有与所述控制系统电连接的照明装置。

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