CN204937114U - 一种自行车刹车能量存储及再利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自行车刹车能量存储及再利用装置，目的在于：能够将自行车刹车时的动能转化储存，并在需要时将能量释放，为驱动车轮提供一定扭矩，所采用的技术方案为：包括能量存储器，以及设置在车轮轴上的第五齿轮和第六齿轮，第五齿轮连接能量存储器的输入端，第六齿轮连接能量存储器的输出端，能量存储器包括设置在车体上的壳体，壳体上设置有输入轴和输出轴，输入轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与第五齿轮连接，壳体内设置有发条轴，发条轴通过锁止器与输入轴连接或分离，发条轴上设置有发条组和第四齿轮，输出轴上设置有第二齿轮和第三齿轮。本实用新型不仅可用于自行车，还可用于其他轮式交通工具。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种能量存储及再利用装置，具体涉及一种自行车刹车能量存储及再利用装置。
背景技术
自行车制动时能量完全浪费；自行车在复杂环境中行进时(逆风，上坡等)由于人提供的动力有限，骑车人过度吃力。据报道，在汽车中，汽车制造公司沃尔沃和捷豹正在测试使车轮的能量被用于高速旋转的飞轮，飞轮持续旋转，储存能量，直到这一运动被传回飞轮，以此继续驱动车轮。已有汽车公司研制在汽车制动过程中将动能转化为电能的装置。
在机械表中，在外部的扭矩作用下可以使其内置卷尺弹簧(发条)卷曲，由此可以储存能量，供机械表指针运动而准确报时，此即在外力下通过储存能量而达到能量合理的利用。自行车飞轮可单向传递扭矩，此技术用于本装置可保证发条在储存能量后反向锁止，避免发条反向空转能量流失。现有的自行车对能量节省及阻力较大时动力的补充并不到位，虽有较多以省力为目的的改进，然而，在车轮本身动能的利用上并未得到很好地解决，特别是在刹车过程，由此造成的能量的浪费过多。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种能够将自行车刹车时的动能转化储存，并在需要时将能量释放，为驱动车轮提供一定扭矩的自行车刹车能量存储及再利用装置。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括能量存储器，以及设置在车轮轴上的第五齿轮和第六齿轮，第五齿轮连接能量存储器的输入端，第六齿轮连接能量存储器的输出端，所述能量存储器包括设置在车体上的壳体，壳体上设置有输入轴和输出轴，输入轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与第五齿轮连接，壳体内设置有发条轴，发条轴通过锁止器与输入轴连接或分离，发条轴上设置有发条组和第四齿轮，输出轴上设置有第二齿轮和第三齿轮，第二齿轮和第四齿轮连接，第三齿轮与第六齿轮连接。
所述发条轴上设置有复位弹簧，复位弹簧位于发条组和锁止器之间。
所述发条轴上设置有拉线孔，并通过拉线连接至车闸。
所述第一齿轮和第三齿轮分别通过链条与第五齿轮和第六齿轮连接。
所述锁止器为单向锁止器，包括外轮和内轮，外轮与壳体连接，内轮上设置有能够与发条轴形成间隙配合的轴孔。
所述输入轴的端部设置有内花键，发条轴的端部设置有外花键。
所述发条组上设置有能够感知弹性势能的传感器。
所述第三齿轮为单向齿轮。
所述发条组由高锰钢材料制成。
所述发条轴通过轴承支承在壳体上。
与现有技术相比，本实用新型在自行车需要减速或者刹车时，使发条轴与输入轴结合，车轮转动，动能经过第五齿轮、第一齿轮及输入轴传入能量存储器，转变成了发条组的弹性势能，随着发条恢复力增大，车速降低或至停车，使发条轴回到原位，停在锁止器中，发条轴与输入轴分离，完成能量的储存，将制动时能量转化为可储存的弹性势能储存起来，减少了能量浪费；反向推动发条轴向左移，此时发条轴从锁止器中退出，第四齿轮在发条轴驱动下反向旋转，释放能量，扭矩通过第四齿轮和第二齿轮传递到第三齿轮，第三齿轮又通过第六齿轮传递到车轮，为车轮提供一定驱动力，在需要时将能量释放，给车轮提供一定驱动力，节省人力。
进一步，复位弹簧装配时始终处于压缩状态，利用弹性力给发条轴提供回复力，便于发条轴和输入轴分离，以及发条轴退出锁止器，发条组释放能量带动第四齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第六齿轮转动，将能量传递到车轮。
更进一步，车闸通过拉线控制发条轴的位置，刹车时通过捏车闸使拉线带动发条轴与输入轴连接，使发条组进行能量储存，刹车完毕时发条轴在复位弹簧的作用下回复至原位置，并通过锁止器锁紧，在需要释放储存能量时，反向拨动车闸使发条轴反向移动，退出锁止器，释放储存的能量，驱动车轮转动。
进一步，第一齿轮和第三齿轮均通过链条传动，传动平稳可靠。
进一步，利用锁止器对发条轴进行控制，在储存完能量时发条轴进入锁止器的轴孔中，能够对发条轴进行锁紧；需要释放能量时，退出锁止器的轴孔，即可驱动车轮转动。
进一步，输入轴和发条轴通过花键连接，传动更加稳固。
更进一步，利用传感器感知发条组的弹性势能，达到弹性极限时提示操作者释放能量，避免因为达到弹性极限损坏发条组。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的装配示意图；
其中，1-第一链条、2-第一齿轮、3-输入轴、4-锁止器、5-第一轴承、6-壳体、7-发条组、8-第二齿轮、9-第三齿轮、10-第二轴承、11-第二链条、12-第四齿轮、13-发条轴、14-复位弹簧、15-拉线孔、16-第五齿轮、17-车轮、18-第六齿轮。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。
参见图1和图2，本实用新型包括能量存储器，以及设置在车轮轴上的第五齿轮16和第六齿轮18，第五齿轮16连接能量存储器的输入端，第六齿轮18连接能量存储器的输出端，所述能量存储器包括设置在车体上的壳体6，壳体6上设置有输入轴3和输出轴，输入轴3上设置有第一齿轮2，第一齿轮2通过第一链条1与第五齿轮16连接，壳体6内设置有发条轴13，发条轴13通过第一轴承5和第二轴承10支承在壳体上，发条轴13通过锁止器4与输入轴3连接或分离，输入轴3的端部设置有内花键，发条轴13的端部设置有外花键，两者构成花键配合。发条轴13上设置有发条组7和第四齿轮12，发条组7由高锰钢材料制成，发条组7上设置有能够感知弹性势能的传感器，输出轴上设置有第二齿轮8和第三齿轮9，第三齿轮9为单向齿轮，第二齿轮8和第四齿轮12常啮合，第三齿轮9通过第二链条11与第六齿轮18连接。
发条轴13上设置有复位弹簧14，复位弹簧14位于发条组7和锁止器4之间。发条轴13上设置有拉线孔15，并通过拉线连接至车闸。锁止器4为单向锁止器，包括外轮和内轮，外轮与壳体6连接，内轮上设置有能够与发条轴13形成间隙配合的轴孔。
锁止器4为单向锁止器，此装置类似自行车飞轮，外轮即为存储器壳体，内轮轴孔加工成内花键，与发条轴13形成花键配合，轴13可插入或退出其中，允许轴13在旋紧发条的方向旋转，不允许其倒转。复位弹簧14装配时即处在压紧状态。发条组7用高锰钢材料制造，弹性系数较大。输入轴3加工有深度为15mm的内花键，与发条轴13的外花键配合。发条轴13端部加工外花键，可在拉线作用下轴向移动。利用传感器感知发条组的弹性势能，达到弹性极限时提示操作者释放能量，避免因为达到弹性极限损坏发条组。第三齿轮9为单向飞轮，只能由其带动第二链条11转动，能量释放完后，第二链条11可带动其空转而不能由其带动发条继续反向旋转，避免损坏发条。
参见图2，本实用新型工作原理：
(1)能量储存
自行车需要减速或者刹车时，操纵车闸，通过拉线使动发条轴13穿过壳体6，与输入轴3结合；车轮17转动，动能经过第五齿轮16、第一链条1和第一齿轮2传到输入轴3，带动发条轴13转动，将动能转变成了发条组7的弹性势能，随着发条恢复力增大，车速降低或至停车，此时，松开车闸，复位弹簧14将轴13推回原位，停在锁止器4中，与输入轴3分离，拉线绷紧；
(2)能量释放
反向推动车闸，拉线松弛，复位弹簧14继续推动发条轴13向左移，此时发条轴13从锁止器4中退出，在第一轴承5和第二轴承10中自由转动，第四齿轮12在发条组7的驱动下反向旋转，释放能量，扭矩通过第四齿轮12、第二齿轮8、第三齿轮9以及第二链条11传递到与车轮17相连的第六齿轮18，为车轮17提供一定驱动力。
本实用新型将制动时能量转化为可储存的弹性势能储存起来，减少了能量浪费；在需要时将能量释放，给车轮提供一定驱动力，节省人力。
Claims (10)
1.一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，包括能量存储器，以及设置在车轮轴上的第五齿轮(16)和第六齿轮(18)，第五齿轮(16)连接能量存储器的输入端，第六齿轮(18)连接能量存储器的输出端，所述能量存储器包括设置在车体上的壳体(6)，壳体(6)上设置有输入轴(3)和输出轴，输入轴(3)上设置有第一齿轮(2)，第一齿轮(2)与第五齿轮(16)连接，壳体(6)内设置有发条轴(13)，发条轴(13)通过锁止器(4)与输入轴(3)连接或分离，发条轴(13)上设置有发条组(7)和第四齿轮(12)，输出轴上设置有第二齿轮(8)和第三齿轮(9)，第二齿轮(8)和第四齿轮(12)常啮合，第三齿轮(9)与第六齿轮(18)连接。
2.根据权利要求1所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述发条轴(13)上设置有复位弹簧(14)，复位弹簧(14)位于发条组(7)和锁止器(4)之间。
3.根据权利要求2所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述发条轴(13)上设置有拉线孔(15)，并通过拉线连接至车闸。
4.根据权利要求1所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述第一齿轮(2)和第三齿轮(9)分别通过链条与第五齿轮(16)和第六齿轮(18)连接。
5.根据权利要求1所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述锁止器(4)为单向锁止器，包括外轮和内轮，外轮与壳体(6)连接，内轮上设置有能够与发条轴(13)形成间隙配合的轴孔。
6.根据权利要求1所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述输入轴(3)的端部设置有内花键，发条轴(13)的端部设置有外花键。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述发条组(7)上设置有能够感知弹性势能的传感器。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述第三齿轮(9)为单向齿轮。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述发条组(7)由高锰钢材料制成。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种自行车刹车能量存储及再利用装置，其特征在于，所述发条轴(13)通过轴承支承在壳体(6)上。
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| CN107364327A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-11-21 | 张洪延 | 基于液压弹簧储能装置的发动机混合驱动系统及驱动方法 |
| CN110254224A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 爱驰汽车有限公司 | 汽车起步辅助装置及方法 |
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