CN2067678U - 自行车利用重力势能助动的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要是装配在自行车上使其能最大限度地收集下坡的重力势能作上坡助动之用。其特征是利用电机的可逆性使自行车在运动中不单是用电，还能发电给蓄电池充电，以解决电动自行车由于蓄电池的容量限制了行程的困难。该电机与车轮间通过齿轮和齿环直接传动，电机由可伸缩支撑杆连接自行车上。
Description
本实用新型是一种自行车利用下坡重力势能转化为电能以备平道驱车或上坡助动的节能装置。
我国山地多，坡度大，单靠人力驱动自行车上坡困难，而自行车下坡的重力势能，因刹车而损失了，人们企图将其能量加以收集转化，而至今仍找不到合适途径，燃油摩托车有缺由之苦，电动摩托因蓄电池容量小限制了行程。
本实用新型的目的是最大限度地将自行车下坡重力势能转变为驱车运行之动力，以达节能和减少其上坡困难之目的。
本实用新型的目的是通过下述方式来实现的，也是一个最佳实施例。
附图说明：图1为该装置总图，其中（1）为稳固齿环于自行车后轮的小螺钉，（2）为齿环，（3）为电机，（4）、（5）、（6）均为稳固电机于后轮最高点的伸缩架。
图2为该装置电路示意图：其中（3）为电机，（7）、（8）、（9）、（10）、（11）、（12）、（13）、（14）、（15）、（16）、（17）、（18）、（19）、（20）均为开关。
图3为伸缩杆的伸缩原理图：其中（21）为T形槽，（22）为插入T形槽的支撑杆。
图4为伸缩杆组成伸缩架的结构图，其中（21）、（22）与图3同。
图5为齿环与自行车钢丝连接图。其中（1）为一端有孔可穿过自行车轮钢丝，而另一端有螺纹可套螺帽的小螺钉，（2）为齿环，（23）为自行车轮钢丝，（25）为螺帽。
图6为齿环与电机齿轮啮合图，其中（2）为齿环，（3）为电机，（27）为电机轴上的小齿轮。
本装置的设计原理：主要是利用电机（3）的可逆性，即电动机和发电机是同一电机，上坡时作电动机发出动力；下坡时作发电机发出电能充入蓄电池中备用。
本装置的结构及工作情况如下：
图中电动机（3）与自行车之间的连接是齿轮传动，与自行车后轮相联的齿轮是中间割去，只剩边缘的薄而轻的齿环（2），其啮合方式（如图6）它是齿环（2）边缘部份有向远离车轮方向倾斜角为20°－30°的倾斜度外，而电机轴上的小齿轮（27），还有一定的厚度。用小螺钉（1）将齿环稳固于自行车后轮的钢圈上。图5中（23）为自行车钢丝，（1）为一端有孔可穿过自行车钢丝的小螺钉，它穿过齿环（2）后套上螺帽（25）固定齿环，每条钢丝上都有同样的装置，可将齿环（2）稳固于自行车钢丝上。
电机（3）是通过可伸长、缩短的支撑架（4）（5）（6）置于后车轮的最高点，可伸缩的支撑架（如图4）其伸缩方式是支撑杆（图3）由一段T形槽（21）而另一段（22）又恰好插入T形槽内，它有两段组成，通过插入T形槽的上段在T形槽中插入或抽出，以完成伸缩任务，再用螺钉（来画出）固定。采用伸缩变化是适应各种高度的自行车，若已选定自行车，量准尺寸可用固定长度的支撑架，因三点能定一面，故用三支撑架分别安装在后轮轴心上，自行车三角架上和座垫后的衣架上，就可稳固电机。
若要用人力驱动或下坡重力势能驱动发电只需通过变换开关（图2），将蓄电池改成并联，即闭合开关（12）、（13）、（14）、（17）、（18）、（19）、（20）和将电机换接成它励，即闭合开关（15）、（16）只用两节或三节一号干电池产生励磁电流就行，就能为蓄电池充电。
要用电机作电动机驱车前进，只要通过变接开关（图2）将蓄电池串联成达24伏的电压，即闭合开关（8）、（9）、（10）、（11）并将电机连结成串励即闭合开关（7）就行了。
若在平道上，既不发电、也不用电，而用脚踏驱车前进，只需所有的开关断开。这时电枢线圈和励磁线圈均无电流，无磁力助车运行，只是转子空转而已。
因为只有给蓄电池充电，蓄电池放电和完全不用电三状态，故可将所有开关联在一起，即变换开关只有三状态，一边是电机发电给蓄电池充电；而另一边是电机用电，蓄电池放电驱动该车运行；中间则是电机不发电也不用电的全开状态。给蓄电池充电的电流不单与充电电压V充有关，还与蓄电池内的电量产生的电压V电有关，充电电流
I充＝ (V充－ V电)/(R) R为全电路的电阻；是电抠线圈、电路、蓄电池的电阻之和。很自然只有蓄电池中的电量少，V电低时，I充大，给蓄电池充电的效果较好。
本装置曾作过以下实验：电机的额定电压是24V，将电机改成它励后用三节于电池产生励磁电流，而电机发出的输出电压很容易达到30V，把自行车脚架放下来，让后轮悬空，用脚踏，电机发出的输出电压都能达到30V。蓄电池是每只为6V的四个小蓄电池，为安全、车速不宜快，但仍要保证每个小蓄电池能分3V电压，能为蓄电池充电，固特将四蓄电池并联，使蓄电池组的电压为6V，因电路中有晶体二极管，在充电时，只许电流进入蓄电池，不许流出。故只加10V电压就能为蓄电池充电了。电机发电其输出电压可达30V是能满足蓄电池充电的。
由实验可知该装置，能驱车前进，其电流是电动摩托车电流的三分之一，明显节能，上坡确能助动。
因蓄电池充电受其内的电量的影响，只在蓄电池电压低时充电快，当本装置的四蓄电池串成24V若降到17伏时，平均每蓄电池降了2V，这时把自行车脚架放下用脚踏动自行车在原地发电给蓄电池充电，转瞬间蓄电池的电压会升到20伏以上，几乎每蹬一转蓄电池上升的电压都能从电表上反映出来，可见在途中蓄电池内无电，可用脚踏、或推车走、或下坡发电都能为蓄电池充电，真能利用下坡重力势能。
本装置的优越性较多：
1、按遵义电机厂生产的永磁盘式电机效率为0.77和重庆蓄电池总厂生产的蓄电池效率为0.7计算，该装置的效率为0.42，都高于热机效率0.3，大电机的效率是0.9以上，随着科技的发展，若200W的小功率电机的效率或蓄电池的效率有所提高，本装置的效率也会随之提高。
2、给蓄电池充电不受时间地点限制，可下坡或人力驱动发电和室内充电。
3、车重轻又可利用下坡重力势能，故耗能低，费用少。
4、把齿环分成若干小段，再通过小螺钉（1）组成大小不同的齿环，以适应各种大小不同车轮的自行车。
其效果显著：
1、在平道上行驶耗电流是6安，只有电动摩托在平道上耗电流18安的三分之一。
2、在室内人力驱动发电机给蓄电池充电，可达到充电机给蓄电池充电之水平。
Claims (4)
1、自行车利用下坡机械能转化为电能充入蓄电池中，以备驱车运行的助动装置，其特征是电机与车轮间通过齿轮和齿环(2)直接传动，电机上边有发电或用电控制的变接开关，电机由可伸缩支撑杆连接自行车上。
2、按权利要求1所述的助动装置，其特征为齿环（2）是齿轮中部割去，最边缘向外倾斜度为20°－30°的薄轻的齿环。
3、按权利要求1所述的助动装置，其特征是齿环可分成若干小段再用小螺钉（1）接成整环，稳固于自行车后轮的钢丝上。
4、按权利要求1所述的装置，其特征是电机采用永磁电机。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN89208514U CN2067678U (zh) | 1989-06-11 | 1989-06-11 | 自行车利用重力势能助动的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN89208514U CN2067678U (zh) | 1989-06-11 | 1989-06-11 | 自行车利用重力势能助动的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2067678U true CN2067678U (zh) | 1990-12-19 |
Family
ID=4865190
Family Applications (1)
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| CN89208514U Withdrawn CN2067678U (zh) | 1989-06-11 | 1989-06-11 | 自行车利用重力势能助动的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN2067678U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015039538A1 (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-26 | 柳超 | 自然力控制自行车发电补充蓄电池电量的装置的使用方法 |
| CN105358420A (zh) * | 2013-09-18 | 2016-02-24 | 柳超 | 重力控制自行车发电补充飞轮电池能量的装置及使用方法 |
| CN109018175A (zh) * | 2018-10-15 | 2018-12-18 | 边永祺 | 绿色辅助驱动自行车 |
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1989
- 1989-06-11 CN CN89208514U patent/CN2067678U/zh not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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