CN1895948A - 带有附加输出的自行车照明装置 - Google Patents

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Abstract

电连接到发电机上的自行车照明装置(30)，包括：固定在自行车(1)一部分上的外壳(31)，设置在外壳(31)上并且与发电机电连接以便接收发电机的输出信号和发出输入信号的输入部分(32，132)，与输入部分(32)电连接的并且将输入信号调节成调节的发电机输出信号的调节电路(42)，与调节电路(42)电连接的用于对周围环境照明的光源(55)，设置在外壳(31，131)上并且与调节电路电连接的用于输出调节的信号的输出部分(33，133)，输出部分(33，133)具有至少一个附加的电输出连接器(33b，133b)，用于将调节的信号持久地输出到与至少一个附加的电输出连接器(33b，133b)电连接的至少一个附加的电气部件(52，53，54，152，153，154)。

Description

带有附加输出的自行车照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，特别是一种安装在自行车前端上的自行车照明装置，其与发电机电连接，以便将发电机的输出功率供给到至少一个与照明装置连接的电气部件。
背景技术
近几年来在自行车上已经装备了一些电气装置，以满足使用者的各种要求。例子有灯、显示装置、移动电话充电器等等。在这种自行车中必须将一定数量的电能提供给每个电气部件，如灯、显示装置或移动电话充电器。同时还必须将预先限定的电能信号持久地传递给这些部件。虽然上述电气部件中的每个都可以使用电池，但是可以看到使用电池的缺点在于需要定期更换，这是不方便的。而且电气部件的数量的增加要快于各个部件对电能的需求。因此，由发电机为每个电气部件提供其需要的电能具有明显的优点。但是，由于对电能的需要随着部件的不同而不同，因此在自行车上为每个电气部件设置单独的发电机。例如当在自行车上安装了灯和移动电话充电器时，那么在自行车上就既安装了用于灯的发电机也安装了用于移动电话充电器的发电机。
在传统的自行车中，由于每个电气部件需要预定水平的电能，因此每个电气部件都设有单独的发电机。
例如JP3094197U公开了一种用于自行车的供电和充电装置，其中电气部件如移动电话，寻呼机，收音机，个人数字助手或可再充电电池，经插头端子和整流器与发电机连接。当该单个发电机被接通时，也就是说使其与自行车车轮接触时，该单个发电机将电信号传递给与其连接的电气部件。
但是，当电气部件的数量增加时，需要的发电机数量必须与电气部件的数量相适应。将这些数量的发电机安装在自行车车架上所需要的安装空间相应地增加，就像整个自行车重量也要增加一样。由于发电机设计成通过自行车车轮的旋转发电，因此发电机数量越多意味着骑车人的负担越大，因为骑车人是转动车轮使发电机发电。骑车人转动车轮时的负担越大，就越可能由于发电机向电气部件供电不充足而导致不稳定。
发明内容
鉴于现有技术的这些缺点，本发明的一个目的是实现这样的可能性，即以最有效的和节省空间的方式将数个电气部件连接到发电机并且从发电机向该数个电气部件输送稳定和持久的输出，同时不需要在自行车上安装多个发电机。
用于自行车的照明装置电连接到发电机上。所述照明装置包括可以安装到自行车的一部分上的，特别是自行车的前叉、车架或车把部分上的外壳。输入部分设置在所述外壳上并且电连接到发电机，用于接收发电机输出信号和送出输入信号。调节电路电连接到输入部分，用于将输入信号转换成调节的信号，和光源电连接到调节电路并且对周围环境照明。输出部分设置在所述外壳上并且电连接到调节电路，用于输出调节的信号。输出部分具有至少一个附加的电输出连接器，用于持久地输出调节的信号到至少一个附加的电气部件，其电连接到所述输出部分。
在本发明的另一个方面，储能装置设置在外壳内，用于储存发电机输送的电能。储能装置电连接到输入部分和调节电路，其在发电机被断开时将储存的电能输出到调节电路，以便能够将调节的信号持久地提供给电连接到照明装置的输出部分的至少一个附加的电气部件上。在这种情况下，即使骑车人没有驱动自行车，发电机产生的电能也可以供给到数个电气部件，因为这些部件从安装在外壳内的储能装置获得电能。
采用这种照明装置时发电机输出信号被输入到调节电路中，以便调节发电机输出信号并且将其传递给连接到照明装置上的数个电气部件，其中数个电气部件包括电气部件和至少一个附加的电气部件。
调节电路这样调节发电机输出信号，使得其可以被数个电气部件的每个使用。被调节电路调节了的发电机输出信号经输出部分可以稳定地和持久地传递到数个电气部件，而不需要在自行车上安装多个发电机。通过这种持久的提供调节的发电机输出信号，任何种类的电气部件，特别是移动电话，寻呼机，收音机，个人数字助手或可再充电电池，都可以安装到相应的电输出连接器上。
在本发明的另一个特征，照明装置还包括设置在外壳内的转换电路。转换电路连接到所述输入部分，用于接收发电机输出信号和从所述发电机输出信号产生速度信号。
在本发明的一个特别的实施例形式中，控制单元设置在所述照明装置的外壳内，其中控制单元连接到所述转换电路和所述调节电路。控制单元由所述调节的发电机输出信号和从调节电路和转换电路接收的所述速度信号产生复合信号。所述控制单元还连接到所述输出部分以便持久地将复合信号提供到所述输出部分的电输出连接器中的至少一个。特别有利的是，由所述调节的信号和所述速度信号产生的复合信号通过所述控制单元被持久地提供给输出部分的电输出连接器中的至少一个。通过这种持久的提供复合信号，任任意一个电气装置都可以连接到相应的输出连接器上，特别是显示自行车速度的自行车计算机。
此外，本发明还可以在外壳内设置与输入部分和储能装置电连接的整流器电路。
另外，有利地，在照明装置的外壳内可以设置具有亮度传感器的亮度电路，其可以根据周围环境的亮度情况自动地打开或者关闭光源。
有利的是，数个电气部件中的每个电气部件，包括电气部件和至少一个附加的电气部件，可拆卸地连接到照明装置的输出部分的至少一个电输出连接器上。相应地，每个任意的电气部件可以连接到照明装置上或者与照明装置断开连接而使每个已经连接的电气部件由任意另一个电气部件毫无问题地替换。如上已述，连接到输出调节的信号或复合信号的电输出连接器上的至少一个电气部件可以是自行车计算机和/或收音机、移动电话、寻呼机、个人数字助手(PDA)、电池充电器和/或灯。当然，对于本领域的技术人员来说，显然除了上面列出的电气部件以外的其它电气部件也可以连接到所述照明装置的所述输出部分上。
按照本发明的另一个实施形式，照明装置的外壳具有安装部分，借助于该安装部分可以将部件可拆卸地与输出部分连接。此外建议，所述至少一个电气部件可以通过第二连接缆与输出部分可拆卸地连接，以便将该电气部件固定到自行车上的与所述照明装置分离开的位置上，例如安装到自行车的车架或者车把部分上。
按照本发明的另一个特征，建议采用尤其是集成在前车轮的轮毂中的轮毂发电机来产生输送给照明装置的足够的电能，以便保证持久的恒定的供电。其中轮毂发电机经第一连接缆连接到输入部分。当然本发明也包括适合于发电的任何其它发电机。
按照本发明，本发明的效果是，调节电路这样调节发电机输出信号，使得输出的电能可以被数个电气部件使用。其中调节电路调节的发电机输出信号被用于通过输出部分控制该数个电气部件。由此对连接到照明装置的数个电气部件提供发电机产生的稳定和持久的电能，而不需要在自行车上连接数个发电机。因此照明装置和其组成部件一起形成最有效的和节省空间的结构设计。
附图说明
图1是按照本发明的自行车的侧视图。
图2是车把部分的立体图。
图3是显示按照本发明的照明装置的内部设置的框图。
图4是显示本发明的照明装置的内部设置的一个实施例的框图。
图5是本发明的自行车计算机的内部设置的一个实施例的框图。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的自行车，它是具有前悬架和后悬架的山地自行车。自行车包括具有带前管11的车架本体2的车架1、后悬架13和带有前悬架14的前叉3。其上安装有轮毂发电机10的前车轮6安装在前叉3上，而后车轮7安装在自行车车架1的后部分上。传动单元5包括前拨链器8和后拨链器9和控制器(未示出)，其用于控制各种部件，包括前拨链器8和后拨链器9。图1还示出了一种其上要连接数个电气部件50的照明装置30。
车架1的车架本体2由焊接的不规则形状的管件构成。各种部件，包括车座18和传动单元5，安装在车架本体2上。前叉3安装在车架本体2的前面并且可以围绕倾斜上升的轴线转动。
如图2所示，车把部分4具有车把轴12，其连接在前叉3的上端。车把杆15固定到车把轴12上。闸杆16和把手17安装在车把杆15的两端。在闸杆16的安装点区域中安装了换档开关20b，20a，用于手动操作前拨链器8和后拨链器9。
前车轮6的轮毂发电机10允许在轮毂上安装盘形闸的闸盘60。轮毂发电机10在内部包含一台交流发电机(未示出)，其通过转动前车轮而发电。该交流发电机经第一连接缆66连接到照明装置30。在后车轮是配备了多速换档机构的自由轮。
传动单元5设置在车架本体2的下部分(悬挂部分)中，并且包括前拨链器8和后拨链器9，其具有例如带有九个链轮的多速换档机构。曲柄机构27具有作用于例如三个链轮的齿轮曲柄27a和左曲柄臂27b。传动单元5也具有可以与曲柄机构27的任一个链轮和后链轮中的任一个链轮啮合的链条29。在这种传动单元中，当换档开关20a或20b被操作时，自换档开关20a或20b发出控制信号并且将链条29置于曲柄机构的不同的链轮上和后链轮上。
照明装置30是用于从轮毂发电机10中的交流发电机向数个电气部件50提供电能或电信号的装置。如图2或图3所示，照明装置30具有外壳31，输入部分32和输出部分33。安装件(未示出)固定在外壳31上。借助于该安装件，外壳31可拆卸地安装在前管11上。输入部分32设置在外壳31上，其中第一连接缆66与输入部分32相连接。第一连接缆66将输入部分32连接于交流发电机上。输出部分33设置在外壳31上，并且包括第一至第四电输出连接器33a，33b，33c，33d。
如图3中所示，整流器电路40、储能装置41、调节电路42和亮度电路43包含在照明装置30内。整流器电路40将从交流发电机19输入到输入部分32中的交流电转变成直流电。来自整流器电路40的被整流的直流电电能由整流器电路40输出给储能装置41。储能装置41例如包括大容量的电容器并且储存由整流器电路40整流的直流电电能。
储能装置41可以替换地采用镍一镉电池、锂离子电池或者镍氢电池。储能装置41储存的直流电能由储能装置41提供给调节电路42。
调节电路42将电能调节成预定的电能使得其能够被数个电气部件50(灯51，收音机52，移动电话充电器53和个人数字助手(PDA)54)中的每个使用，这在后面说明。调节电路42包括a电压调节电路(未示出)，其将储能装置41供给的DC电压调节到预定的电压，并且将其供给到第一电输出连接器33a、第二电输出连接器33b、第三电输出连接器33c、第四电输出连接器33d和亮度电路43。在该电压调节电路中，储能装置41供给的DC电压被调节到例如1.2V、3.0V、3.5V或3.7V。1.2V是输到第一电输出连接器33a的电压，3.0V是输到第二和第三电输出连接器33b和33c的电压，3.7V是输到第四电输出连接器33d的电压和3.5V是输到亮度电路43的电压。亮度电路43可以根据来自传感器(未示出)的信号控制电能，以便自动地打开和关闭光源55。该亮度电路43控制来自电压调节电路的DC电压电能和将其输出到第一电输出连接器33a以及输出到直接连接到亮度电路43上的光源55。在调节电路和亮度电路43中这样调节的电能经由第一至第四电输出连接器33a，33b，33c和33d提供给各种电气部件50。
如图2中所示，数个电气部件50例如包括灯51、收音机52、移动电话充电器53或个人数字助手(PDA)54。数个部件50中的每个可以通过第二连接缆75可拆卸地连接到照明装置30上，这些第二连接缆75将数个电气部件50中的每个连接到其对应的电输出连接器33a至33d上。灯51、移动电话充电器53和个人数字助手(PDA)54可拆卸地安装在车把杆15上。收音机52具有能够显示各种频率的各种波段(中波AM、调频FM等等)的液晶显示器部分(LCD)52b。收音机52也设置有用于选择各种波段和控制钮52c和音量调节钮52d。每个第二连接缆75的一端分别连接到灯51、移动电话充电器53和个人数字助手(PDA)54。用于灯51的第二连接缆75的另一端是可拆卸地连接到第一电输出连接器33a，用于移动电话充电器53的第二连接缆75的另一端是可拆卸地连接到第三电输出连接器33c以及用于个人数字助手(PDA)54的第二连接缆75的另一端是可拆卸地连接到第四电输出连接器33d。采用这种设置，灯51、移动电话充电器53和个人数字助手(PDA)54经每个第二连接缆75可拆卸地连接到照明装置30的输出部分33。灯51具有开关51c并且可以通过该开关51c打开和关闭。移动电话充电器53具有用于对移动电话充电的充电端子(未示出)。移动电话充电器53设计成当将移动电话置于移动电话充电器53中时，移动电话充电器53的充电端子就与设置在移动电话上的充电端子(未示出)接触，而对移动电话充电。个人数字助手(pDA)54也有用于对个人数字助手(PDA)54充电的充电端子(未示出)。个人数字助手(PDA)充电器设计成当将个人数字助手(PDA)54置于个人数字助手(PDA)充电器上时，个人数字助手(PDA)充电器的充电端子就与设置在个人数字助手(PDA)上的充电端子(未示出)接触，而对个人数字助手(PDA)充电。
如上所述，照明装置30借助于整流电路40将由输入部分32输入的和由轮毂发电机1O产生的AC电能整流成DC电能。在调节电路42的电压调节电路中，储能装置41提供的DC电能被调节成预定的电压，并且输出到电输出连接器33a，33b，33c和33d。在调节电路42中这样调节的电能通过电输出连接器33a，33b，33c和33d输出到数个电气部件50。
当使用这种照明装置时，来自轮毂发电机10的电能在调节电路42调节成能够被各个电气部件50利用的电能信号。由调节电路42调节的电能信号然后可以由第一至第四电输出连接器33a，33b，33c和33d供给到数个电气部件50。利用这种装置，来自轮毂发电机10的电能信号能够持久地提供给数个电气部件50。
在图4中示出了本发明的照明装置30的另一个实施例。除了有转换电路144设置在外壳131内并且连接到输入部分132以外，在图4中示出的照明装置130对应于图3中所示的照明装置30。此外控制单元145设置在外壳中并且连接到转换电路144和调节电路142。
照明装置130是用于从轮毂发电机10的交流发电机产生输出功率，如电流和电压的装置。如图4中所示，该照明装置130具有外壳131、输入部分132和输出部分133。安装件(未示出)固定到外壳131上。利用该安装件，外壳131可拆卸地安装在车把杆15上。输入部分132设置在外壳131上，并且第一连接缆66连接到输入部分132。第一连接缆66将输入部分132与交流发电机19相连接。输出部分133设置在外壳131上并且包括第一至第四电输出连接器133a，133b，133c和133d。
如图4中所示，整流器电路140、储能装置141、调节电路142和亮度电路143包含在照明装置130内。整流器电路140将来自交流发电机19的经输入部分132输入的AC电能转变成DC电能。来自整流器电路140的被整流的DC电能从整流器电路140输出到储能装置141。储能装置141例如包括大容量电容器，并且储存已经由整流器电路140整流的直流电能。储能装置141也可选择地是镍-镉电池、锂离子电池或者镍氢电池。
储能装置储存的直流电能由储能装置141提供给调节电路142，后面再说明。
调节电路142将功率、电流或电压等等调节成预定的功率、电流或电压等等使得它们能够被数个电气部件150(灯151、收音机152、自行车计算机153和移动电话充电器154)使用，对其后面再说明。调节电路142包括电压调节电路。转换电路144连接到输入部分132。电压调节电路将储能装置141提供的DC电压调节成预定的电压并且将其提供给第一电输出连接器133a、第二电输出连接器133b、亮度电路143和控制单元145。在该电压调节电路中，储能装置141提供的DC电压被调节成例如1.2V、3.0V、3.5V和3.7V。1.2V的DC电压输出到第一电输出连接器133a，3.0V的DC电压输出到第二电输出连接器133b，3.5V的DC电压输出到亮度电路143以及3.7V的DC电压输出到控制单元145。转换电路144将来自交流发电机19的提供给输入部分132的电信号(正弦波形)转变成脉冲信号(矩形波形)或速度信号。该速度信号从转换电路144输出到控制单元145。亮度电路143可以借助于传感器(未示出)控制功率以便使光源自动地打开和关闭。该亮度电路143控制来调节电路的DC电压和将其输出到第一电输出连接器133a和直接地连接到亮度电路143的灯151。对控制单元145提供有来自调节电路142的电能信号和来自转换电路144的速度信号，并且产生由电能信号和速度信号组成的复合信号。复合信号由控制单元提供到第三电输出连接器133c和第四电输出连接器133d。在调节电路和亮度电路中这样调节的电能信号电信号由第一和第二电输出连接器133a和133b提供给各种电气部件150。
如图4中所示，数个电气部件150例如包括灯151，收音机152，自行车计算机153和移动电话充电器154。
数个部件150中的每个通过第二连接缆175与照明装置130相连，其中第二连接缆175可拆卸地与数个电气部件150中的每个和对应的电输出连接器133a至133d连接。
灯151、收音机152和移动电话充电器154对应于本发明的第一实施例中提到的部件。因此除了自行车计算机153以外以下不再详细讨论这些部件。
图5中所示的自行车计算机153具有能够显示各种行驶信息的液晶显示部分153b。包括微机(未示出)的控制装置153c位于自行车计算机153内。该控制装置153c根据来自第三电输出连接器133c的复合信号得出各种行驶信息(例如行驶速度或行驶距离)并且在液晶显示部分153b上显示这些各种行驶信息。
如上所述，照明装置130借助于整流电路140对由轮毂发电机10产生的由输入部分132输入的AC电能进行整流而提供DC电能。在调节电路142的电压调节电路中，由储能装置141提供的DC电能被调节成预定的电压，并且分别输出给第一和第二电输出连接器133a和133b、亮度电路143和控制单元145。照明装置130借助于转换电路144将从轮毂发电机10中的交流发电机19提供到输入部分132的电信号(正弦波)转换成脉冲信号(矩形波)或速度信号。该速度信号从转换电路144输出到控制单元145。控制单元145中提供有来自调节电路142的电能信号和来自转换电路144的速度信号并且将电能信号和电信号转变成由电能信号和速度信号组成的复合信号。复合信号由控制单元提供给第三电输出连接器133c和第四电输出连接器133d。在照明装置130中这样调节的电能信号和电信号被从第一至第四电输出连接器133a，133b，133c和133d输出到数个电气部件150。当使用这种照明装置130时，来自轮毂发电机10的电能信号和电气在照明装置130中被调节成能够被各个电气部件150使用的电能信号和复合信号。借助于这种设置，由轮毂发电机10产生的电能信号和电气能够持久地提供给数个电气部件150。

Claims (18)

1.用于自行车(1)的照明装置(30，130)，其电连接到发电机(10)上，所述照明装置包括：固定在所述自行车(1)的一部分上的外壳(31，131)，设置在所述外壳(31，131)上并且与所述发电机(10)电连接以便接收所述发电机的输出信号和发出输入信号的输入部分(32，132)，与所述输入部分(32，132)电连接的并且将所述输入信号调节成调节的发电机输出信号的调节电路(42，142)，与所述调节电路(42，142)电连接的用于对周围环境照明的光源(55，155)，设置在所述外壳(31，131)上并且与所述调节电路电连接的用于输出所述调节的信号的输出部分(33，133)，其特征在于，所述输出部分(33，133)具有至少一个附加的电输出连接器(33b，133b)，用于将所述调节的信号持久地输出到与所述至少一个附加的电输出连接器(33b，133b)电连接的至少一个附加的电气部件(52，53，54，152，153，154)。
2.按照权利要求1的照明装置，其特征在于，在所述外壳(31，131)内部设置有用于储存所述发电机(10)供给的电能的储能装置(41，141)。
3.按照权利要求2的照明装置，其特征在于，所述储能装置(41，141)与所述输入部分(32，132)和所述调节电路(42，142)电连接并且将储存的电能输出到所述调节电路(42，142)。
4.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，在外壳(131)内设有转换电路(144)，其与所述输入部分(132)电连接，用于从经所述输入部分(132)获得的所述发电机输出信号中产生速度信号。
5.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，在外壳(131)内设有控制单元(145)，其与所述转换电路(144)和所述调节电路(142)电连接，用于从所述调节的发电机输出信号和所述速度信号产生复合信号。
6.按照权利要求5的照明装置，其特征在于，由所述调节电路(142)调节的所述发电机输出信号被持久地提供给所述至少一个附加的电输出连接器(133b)和所述控制单元(145)。
7.按照权利要求5或6的照明装置，其特征在于，所述控制单元(145)与所述输出部分(133)连接，用于将复合信号提供给所述输出部分(133)的至少一个附加的电输出连接器(133c，133d)。
8.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，所述复合信号由所述控制单元(145)持久地提供给所述输出部分(133)的至少一个附加的电输出连接器(133c，133d)。
9.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，在外壳内(31，131)设有整流器电路(40，140)，其与所述输入部分(32，132)和所述储能装置(41，141)连接。
10.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，在外壳内设有亮度电路(43，143)，其具有用于自动地打开和关闭所述光源(51，151)的传感器。
11.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，至少一个电气部件(51，52，53，54，151，152，153，154)可拆卸地连接到所述输出部分(33，133)的至少一个电气连接器(33a，33b，33c，33d，133a，133b，133c，133d)上。
12.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，与所述电输出连接器连接的所述电气部件(153，154)中的至少一个包括自行车计算机(153)。
13.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，与所述电输出连接器(33a，33b，33c，33d，133a，133b)中的至少一个连接的所述电气部件(51，52，53，54，151，152)中的至少一个由收音机(52，152)、移动电话充电器(53，154)、寻呼机、个人数字助手(54)、电池充电器或灯构成。
14.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，所述发电机(10)是产生交流电的轮毂发电机。
15.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，所述发电机(10)经第一连接缆(66)连接到所述输入部分(32，132)。
16.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，所述电气部件(51，52，53，54，151，152，153，154)中的至少一个经第二连接缆(75，175)连接到所述电输出连接器(33a，33b，33c，33d，133a，133b，133c，133d)中的至少一个上。
17.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，在所述外壳(31，131)上安装有至少一个安装件，其用于可拆卸地安装所述电气部件(51，52，53，54，151，152，153，154)中的至少一个。
18.按照前述权利要求中之一的照明装置，其特征在于，所述照明装置是前灯。
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