CN208343817U - 一种车轮及自行车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及自行车技术领域,特别涉及一种车轮及自行车。该车轮包括车圈、套设于所述车圈外周面的轮胎、以及夹设于所述车圈与所述轮胎之间的摩擦发电装置;所述摩擦发电装置在受到所述车圈和/或所述轮胎的挤压时能够产生摩擦电流。该车轮通过增设的摩擦发电装置能够产生摩擦电流,因此,采用该车轮的自行车能够解决现有自行车不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。

Description

一种车轮及自行车
技术领域
本实用新型涉及自行车技术领域,特别涉及一种车轮及自行车。
背景技术
随着绿色、环保概念的宣传,以及城市中共享单车的大量推广和普及,使自行车骑行逐渐成为一种流行的休闲形式和交通方式。同时,随着社会生活水平的普遍提高,人们对自行车的舒适性要求也越来越高,尤其是在竞技自行车领域中,采用电动变速器进行电动变速的自行车已经成为比赛选手的一种标配。电动变速具有很多优点,比如:可以自动调整不用调试、可编程设置变速习惯、变速精准等,同时也具有价格昂贵和需要提供电能的缺点。
因此,现有自行车存在不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。
实用新型内容
本实用新型提供了一种车轮及自行车,该车轮通过增设的摩擦发电装置能够产生摩擦电流,因此,采用该车轮的自行车能够解决现有自行车不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。
为达到上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
一种车轮,包括车圈以及套设于所述车圈外周面的轮胎;
上述车轮还包括夹设于所述车圈与所述轮胎之间的摩擦发电装置;所述摩擦发电装置在受到所述车圈和/或所述轮胎的挤压时能够产生摩擦电流。
上述车轮由于在车圈和轮胎之间夹设有摩擦发电装置,因此,在自行车处于骑行状态时,车轮处于滚动状态,轮胎与地面或路面接触,自行车及骑行者或负载的重量施加在车轮上,车圈和轮胎均受压,进而车圈和/或轮胎会挤压摩夹设在它们之间的摩擦发电装置,摩擦发电装置中的摩擦材料在被挤压时产生摩擦形成摩擦电流以产生电能,进而能够为自行车的电动变速器、车灯等用电器件进行充电或提供电能,解决现有自行车不能为电动变速器提供电能的缺陷。
因此,该车轮通过增设的摩擦发电装置能够产生摩擦电流,采用该车轮的自行车能够解决现有自行车不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。
优选地,所述摩擦发电装置包括沿所述车圈的径向层叠设置的第一发电单元和第二发电单元,所述第一发电单元固定连接于所述车圈朝向所述轮胎的外周面。
优选地,所述第一发电单元包括第一发电层;或者,所述第一发电单元包括第一发电层和设置于所述第一发电层与所述车圈之间的第一导电层,且所述第一导电层用于使所述第一发电层与所述车圈之间固定连接;
所述第二发电单元包括沿所述车圈的径向层叠设置的第二发电层和第二导电层,所述第二发电层与所述第一发电层之间摩擦接触。
优选地,还包括与所述车圈同轴的轴皮、辐条以及导电滑环;
所述导电滑环具有转子和定子,所述定子固定安装于所述轴皮,所述转子的轴心线与所述轴皮的轴心线重合;
所述摩擦发电装置与所述导电滑环电连接。
优选地,所述辐条与所述车圈之间绝缘设置;
所述第一发电单元通过所述车圈与所述定子电连接,所述第二发电单元通过所述辐条与所述转子电连接。
优选地,所述第一发电层和所述第二发电层均为高分子材料制成。
优选地,所述高分子材料为聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯以及聚四氟乙烯中的至少一种。
优选地,所述轮胎包括外胎和内胎。
另外,本实用新型还提供了一种自行车,该自行车包括电动变速器,还包括上述技术方案提供的任意一种车轮,所述车轮包括摩擦发电装置,所述摩擦发电装置与所述电动变速器电连接、且用于为所述电动变速器提供电能。
优选地,还包括电连接于所述摩擦发电装置和所述电动变速器之间的储电器件,所述储电器件用于储存所述摩擦发电装置产生的电能。
优选地,所述储电器件为电容。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型提供了一种车轮及自行车,该车轮在车圈和轮胎之间夹设有摩擦发电装置,该摩擦发电装置在车圈和/或轮胎的挤压下能够产生摩擦电流,进而形成电能,因此,采用该车轮的自行车能够解决现有自行车不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种车轮的结构示意图;
图2为图1中提供的车轮的一种摩擦发电装置的结构示意图;
图3为图1中提供的车轮的另一种摩擦发电装置的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种自行车的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种车轮及自行车,该车轮在车圈和轮胎之间夹设有摩擦发电装置,该摩擦发电装置在车圈和/或轮胎的挤压下能够产生摩擦电流,进而形成电能,因此,采用该车轮的自行车能够解决现有自行车不能为电动变速器、车灯等用电器件提供电能的缺陷。上述自行车可以为普通二轮自行车、三轮自行车或竞技自行车等任意通过人力进行运动的自行车,还可以为电动自行车等任意具有车轮进行骑行的助力自行车。
其中,请参考图1、图2以及图3,本实用新型一种实施例提供的车轮1,该车轮1包括车圈11以及套设于车圈11外周面的轮胎12;如图1结构所示,上述车轮1还可以包括与车圈11同轴的轴皮13和安装于车圈11与轴皮13之间的辐条14;如图4结构所示,自行车100可以包括上述车轮1(即后轮)、前轮2、车架3、电动变速器4和车灯5,还包括链条、脚蹬、车把、车座等部件;轴皮13设置有可以穿设车轴的通孔131;
上述车轮1还包括夹设于车圈11与轮胎12之间的摩擦发电装置15;摩擦发电装置15在受到车圈11和/或轮胎12的挤压时能够产生摩擦电流。如图1、图2和图3结构所示,摩擦发电装置15夹设于车轮1的车圈1和轮胎12之间;摩擦发电装置15可以包括层叠设置的第一发电单元151和第二发电单元152;轮胎12可以包括外胎和内胎,也可以仅设置有外胎。如图2结构所示,沿车轮1的周向,摩擦发电装置15为设置在车圈11和轮胎12之间的连续结构,即,车轮1设置有一个摩擦发电装置15,摩擦发电装置15为圈形结构;也可以如图3结构所示,沿车轮1的周向,摩擦发电装置15为设置在车圈11和轮胎12之间的间断结构,摩擦发电装置15之间设置有间隙S,即,车轮1设置有四个摩擦发电装置15,但是,车轮1也可以设置两个、三个或多个摩擦发电装置15,并且设置多个摩擦发电装置15时,摩擦发电装置15在车圈11和轮胎12之间的尺寸可以均等,也可以随机设置,并且可以均匀分布也可以随机分布。
上述车轮1由于在车圈11和轮胎12之间夹设有摩擦发电装置15,因此,在自行车100处于骑行状态时,车轮1处于滚动状态,轮胎12与地面或路面接触,自行车100及骑行者或负载的重量施加在车轮1上,车圈11和轮胎12均受压,进而车圈11和/或轮胎12会挤压摩夹设在它们之间的摩擦发电装置15,摩擦发电装置15中的摩擦材料在被挤压时产生摩擦形成摩擦电流以产生电能,进而能够为自行车100的电动变速器4、车灯5等用电器件进行充电或提供电能,解决现有自行车100不能为电动变速器4提供电能的缺陷。
因此,该车轮1通过增设的摩擦发电装置15能够产生摩擦电流,采用该车轮1的自行车100能够解决现有自行车100不能为电动变速器4、车灯5等用电器件提供电能的缺陷。
一种具体的实施方式中,如图2和图3结构所示,摩擦发电装置15包括沿车圈11的径向层叠设置的第一发电单元151和第二发电单元152,第一发电单元151固定连接于车圈11朝向轮胎12的外周面。第一发电单元151可以通过粘接等方式固定连接于车圈11的外周面,也可以通过轮胎12将摩擦发电装置15夹紧在轮胎12和车圈11之间。
上述摩擦发电装置15包括层叠设置的第一发电单元151和第二发电单元152,在车轮1转动过程中,轮胎12会收到挤压,并将挤压力依次传递到摩擦发电装置15和车圈11,摩擦发电装置15的第一发电单元151和第二发电单元152同时会受到车圈11和轮胎12的挤压,第一发电单元151和第二发电单元152在受到车圈11和/或轮胎12的挤压力的作用,会产生形变和相对位移,使第一发电单元151和第二发电单元152之间发生摩擦,进而形成摩擦电荷和摩擦电流。
具体地,第一发电单元151可以仅包括第一发电层1511,或者也可以包括第一发电层1511、和设置于第一发电层1511与车圈11之间的第一导电层1512,并且在第一发电单元151设置有第一导电层1512时,第一导电层1512用于使第一发电层1511与车圈11之间固定连接;
第二发电单元152包括沿车圈11的径向层叠设置的第二发电层1521和第二导电层1522,第二发电层1521与第一发电层1511之间摩擦接触。
在具体使用过程中,通过第一发电层1511与第二发电层1521之间的相对摩擦产生电荷,并汇聚形成电流;当然,也可以采用其它的发电方式产生电流。
上述第一发电层1511和第二发电层1521可以采用高分子材料制成,具体地,高分子材料可以为聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)等材料,并且上述第一发电层1511和第二发电层1521也可以采用其它任何能够摩擦发电的材料制成,不限于上述提到的高分子材料。如图2和图3结构所示,第一发电层1511朝向第二发电层1521的表面可以为弧面结构,也可以为波浪形表面等不规则表面,同理,第二发电层1521朝向第一发电层1511的表面与第一发电层1511的表面相匹配,也同样可以为弧面结构或不规则表面结构。
同时,第一导电层1512和第二导电层1522均可以采用铁、钢、铝、铜等任何导电材料制成。
为了将摩擦发电装置15产生的电荷及时导通,如图2和图3结构所示,第一发电单元151还可以包括设置于第一发电层1511和车圈11之间的第一导电层1512,第一导电层1512用于使第一发电层1511与车圈11之间固定连接,并使第一导电层1512产生的电能通过第一发电层1511和车圈11向外输送。
为了使摩擦发电装置15产生的电流能够连续地导入自行车100的用电器件,上述车轮1还可以包括与车圈11同轴的轴皮13、安装于车圈11与轴皮13之间的辐条14以及导电滑环16,导电滑环16具有转子和定子,定子固定安装于轴皮13,转子的轴心线与轴皮13的轴心线重合;
摩擦发电装置15与导电滑环16电连接。
由于导电滑环16设置有定子和转子,能够在转动的同时进行导电,通过导电滑环16中定子和转子的相对转动,能够顺利地将摩擦发电装置15产生的电能导入用电器件,能够防止因车轮1旋转而产生导线缠绕的缺陷,进而能够保证摩擦发电装置15和自行车100工作的可靠性和稳定性。
为了简化导电结构,辐条14与车圈11之间绝缘设置;
第一发电单元151通过车圈11与定子电连接,第二发电单元152通过辐条14与转子电连接,以使摩擦发电装置15产生的电能能够分别通过车圈11和辐条14与导电滑环16电连接。
由于辐条14和车圈11之间绝缘设置,并且第一发电单元151通过车圈11与定子电连接,第二发电单元152通过辐条14与转子电连接,摩擦发电装置15可以分别通过车圈11和辐条14与正、负极连通,并通过车圈11和辐条14分别与导电滑环15电连接,以通过导电滑环15与自行车100的电动变速器4、车灯5等用电器件的正负极连通,以对用电器件进行供电。
在实际使用过程中,第一发电层1511和第二发电层1521均可以为高分子材料制成,高分子材料可以为聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯以及聚四氟乙烯中的至少一种。
另外,本实用新型还提供了一种自行车100,该自行车100包括电动变速器4,还包括上述实施例提供的任意一种车轮1,车轮1包括摩擦发电装置15,摩擦发电装置15与电动变速器4电连接、且用于为电动变速器4提供电能。
该自行车100的车轮1因设置有摩擦发电装置15,能够在自行车100的骑行过程中持续产生电能,进而能够持续为电动变速器4供电,解决现有自行车100因不能为电动变速器4提供电能的缺陷。并且,由于采用摩擦发电装置15产生电能,因此,不需要浪费任何能源,绿色、环保且节能。
为了能够充分利用摩擦发电装置15产生的电能,上述自行车100还可以包括电连接于摩擦发电装置15和电动变速器4之间的储电器件,储电器件用于储存摩擦发电装置15产生的电能。
在电动变速器4和车灯5等用电器件均无需供电,或产生的电能大于用电量的时候,可以通过设置的储电器件将摩擦发电装置15产生的电能暂时储存起来,待需要时再释放给用电器件。
上述储电器件为电容、充电电池等能够储存电能的任意电子器件。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种车轮,包括车圈以及套设于所述车圈外周面的轮胎;其特征在于,
还包括夹设于所述车圈与所述轮胎之间的摩擦发电装置;所述摩擦发电装置在受到所述车圈和/或所述轮胎的挤压时能够产生摩擦电流;
还包括与所述车圈同轴的轴皮、辐条以及导电滑环;
所述导电滑环具有转子和定子,所述定子固定安装于所述轴皮,所述转子的轴心线与所述轴皮的轴心线重合;
所述摩擦发电装置与所述导电滑环电连接。
2.根据权利要求1所述的车轮,其特征在于,所述摩擦发电装置包括沿所述车圈的径向层叠设置的第一发电单元和第二发电单元,所述第一发电单元固定连接于所述车圈朝向所述轮胎的外周面。
3.根据权利要求2所述的车轮,其特征在于,所述第一发电单元包括第一发电层;或者,所述第一发电单元包括第一发电层和设置于所述第一发电层与所述车圈之间的第一导电层,且所述第一导电层用于使所述第一发电层与所述车圈之间固定连接;
所述第二发电单元包括沿所述车圈的径向层叠设置的第二发电层和第二导电层,所述第二发电层与所述第一发电层之间摩擦接触。
4.根据权利要求3所述的车轮,其特征在于,所述辐条与所述车圈之间绝缘设置;
所述第一发电单元通过所述车圈与所述定子电连接,所述第二发电单元通过所述辐条与所述转子电连接。
5.根据权利要求3-4任一项所述的车轮,其特征在于,所述第一发电层和所述第二发电层均为高分子材料制成。
6.根据权利要求5所述的车轮,其特征在于,所述高分子材料为聚二甲基硅氧烷、硅胶、聚氨酯以及聚四氟乙烯中的至少一种。
7.一种自行车,包括电动变速器,其特征在于,还包括如权利要求1-6 任一项所述的车轮,所述车轮包括摩擦发电装置,所述摩擦发电装置与所述电动变速器电连接、且用于为所述电动变速器提供电能。
8.根据权利要求7所述的自行车,其特征在于,还包括电连接于所述摩擦发电装置和所述电动变速器之间的储电器件,所述储电器件用于储存所述摩擦发电装置产生的电能。
9.根据权利要求8所述的自行车,其特征在于,所述储电器件为电容。
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