CN210133226U - 一种自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自行车，包括设置在所述自行车的车轮辐条上的灯带；以及设置在所述自行车的车轮轴承上，用于为所述灯带发光供电的电磁发电机；其中，当所述自行车的车轮旋转时，所述电磁发电机可将所述车轮旋转的动能转化为电能。本申请中在自行车的车轮辐条上设置灯带，可在车轮上形成灯光图案，符合人们对自行车个性化的需求；还设置电磁发电机，可将车轮旋转的部分动能转化为电能，以供应灯带的发光需求，电磁发电机的制造成本低，且其工作不受外部环境影响，发电量大，工作性能稳定，能够更好的为灯带供电。

Description

一种自行车

技术领域

本实用新型涉及自行车技术领域，特别是涉及一种自行车。

背景技术

目前，市面上应用最广泛的可供电的自行车主要是共享单车，主要是通过光伏电池受光照发电。但是光伏电池的生产制造成本相对较高，且目前光伏电池的发电功率并不是很高，一旦连续出现阴雨天气，存在供电量不足的问题。

另外，目前共享单车中的电量主要用于车锁的关闭和开启，耗电量非常少，因此光伏电池所产生的电能足够为车锁供电，但是却无法满足自行车上其他电器件更大电量的需求，例如，为个性化骑行安置在轮胎上的可以显示图片或动画的LED灯带的用电需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自行车，能够满足自行车上灯带大电量的用电需求，满足用户对自行车的个性化需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自行车，包括设置在所述自行车的车轮辐条上的灯带；以及设置在所述自行车的车轮轴承上，用于为所述灯带发光供电的电磁发电机；

其中，当所述自行车的车轮旋转时，所述电磁发电机可将所述车轮旋转的动能转化为电能。

其中，所述电磁发电机包括固定在所述车轮轴承内圈中的磁体、环绕所述车轮轴承外周部设置的多个导电线圈、设置在所述车轮轴承端部且和车轮叉杆固定连接的导电环、连接所述导电线圈和所述导电环的导电刷；

其中，当所述车轮旋转时，所述磁体不旋转，所述导电线圈随所述车轮旋转并切割所述磁体的磁场线。

其中，所述磁体为多个横截面为扇形的条形磁体拼接而成的圆柱磁体，其中相邻所述条形磁体的磁性相反；所述圆柱磁体的半径和所述车轮轴承内圈半径相同，且所述圆柱磁体的中心轴和所述车轮轴承的中心轴重合。

其中，所述车轮轴承外圈两端分别设置有一圈用于固定所述车轮辐条端部的通孔；每个所述导电线圈为一根导线分别穿过所述车轮轴承两端各两个所述通孔形成的线圈。

其中，还包括和所述灯带以及所述电磁发电机分别连接的中控芯片，用于当所述车轮转动时，控制所述灯带的亮起、熄灭、颜色以及亮度的工作状态，使得所述车轮上呈现灯光图案。

其中，还包括和所述中控芯片相连接的无线通讯装置，用于所述中控芯片接收服务器通过无线信号发送的不同的灯光图案信息，以便所述中控芯片控制所述灯带更新所述车轮上呈现的灯光图案。

其中，还包括设置在所述车轮辐条上的开关装置；

所述开关装置包括，由所述车轮中心到边缘方向依次设置的，和所述电磁发电机相连接的第一接线端、一端和所述第一接线端相连接的金属弹簧、设置在所述金属弹簧另一端的金属球、和所述中控芯片相连接的第二接线端；

其中，所述金属弹簧的伸缩方向为和所述车轮辐条方向平行；当所述车轮旋转速度达到预设速度时，所述金属球可因离心力沿所述车轮径向移动至和所述第二接线端相接触，以接通所述第一接线端和所述第二接线端，使得所述电磁发电机和所述中控芯片电连接接通。

其中，每个所述车轮上至少有两个车轮辐条上设置有所述灯带，每个所述灯带上依次设置有不少于128个的灯泡。

其中，所述灯泡为LED灯。

其中，还包括和所述电磁发电机相连接的锂电池，其中，所述灯带以及所述中控芯片均通过所述锂电池供电。

本实用新型所提供的自行车，包括设置在自行车的车轮辐条上的灯带；以及设置在自行车的车轮轴承上，用于为灯带供电的电磁发电机；其中，当自行车的车轮旋转时，电磁发电机可产生供灯带发光的电能。本申请中在自行车的车轮辐条上设置灯带，当自行车的车轮旋转时，该灯带可以亮起，闪亮的灯带利用人体视觉延时性，即可在车轮上形成灯光图案，符合人们对自行车个性化的需求；另外，还在车轮轴承处设置电磁发电机，当车轮旋转时，电磁发电机即可发电，也即是将车轮旋转的部分动能转化为电能，以供应灯带的发光需求，相对于光伏电池而言，电磁发电机的制造成本低，且其工作不受外部环境影响，发电量大，且无需借助外部电源充电，使在满足自行车的灯光图案个性化的基础上，便于用户使用。因此，本实用新型的自行车，充分利用自行车骑行过程中的动能转化为电能，结构简单制造成本低，不受外界天气环境影响，满足用户对灯光图案个性化的追求且使用便利。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自行车的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电磁发电机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的车轮轴承端部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的车轮上灯光图案的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的开关装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的自行车无线通讯的框架示意图；

图7为本实用新型实施例提供的自行车的结构框图；

图8为图2中电磁发电机的电流输出结构示意图。

具体实施方式

目前，在自行车上的供电系统主要包括两种，一种是带有发电装置的供电系统，典型的是光伏电池，可以通过日照发电，另一种是蓄电池，通过对蓄电池充电以供应自行车上的用电设备供电。

对于光伏电池而言，存在制造成本高，发电功率受天气环境影响，且所产生的电能少，供电能力低，只能为车锁等耗电量少的设备供电，无法满足耗电强的设备的用电需求。而蓄电池所能存储的电量非常有限，需要频繁更换电池或为蓄电池充电，使用非常不便。

为此，本实用新型中提供了一种自行车，能够满足消耗电量较大的灯带的用电需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。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。

如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的自行车的结构示意图，该自行车可以包括：

设置在自行车的车轮辐条4上的灯带2；以及设置在自行车的车轮轴承上，用于为灯带2供电的电磁发电机3；

其中，当自行车的车轮1旋转时，电磁发电机3可将车轮1旋转的动能转化为电能。

自行车作为一种便捷的交通工具，近年来也逐渐作为一种健身运动的工具而深受大众喜爱。用户本身对自行车的个性化需求也越来越多。在自行车上设置灯带2，当自行车车轮1旋转时，灯带2亮起，基于人眼视觉延时的效果，即可在车轮1上形成灯光图案，带给用户不一样的骑行感受。但是目前对自行车上灯带2进行供电的设备多采用蓄电池供电，以满足灯带2发光的供电需求，也就需要对蓄电池频繁充电，且每次使用的时长有限。

因此，本实用新型中在自行车的车轮轴承上设置电磁发电机3，只要车轮1滚动即可发电，不受外界环境因素的影响，能够持久有效地为灯带2供电，另外，电磁发电机3的质量相对于蓄电池而言质量可大大减轻，且电磁发电机3的制造成本低，有利于降低自行车的生产成本。

下面以具体地实施例对电磁发电机的具体结构进行说明。结合图1和图2所示，图2为本实用新型实施例提供的电磁发电机的结构示意图，该电磁发电机可以包括：

固定在车轮轴承11内圈中的磁体31、环绕车轮轴承11外周部设置的多个导电线圈32；

当车轮1旋转时，磁体31不旋转，导电线圈32随车轮1旋转并切割磁体31的磁场线。

具体地，在自行车骑行过程中，车轮轴承11的外圈是随着车轮1转动的，而车轮轴承11内圈则是和车轮1的叉杆5固定连接且不随车轮1旋转的，将磁体31设置在车轮轴承11内圈中，充分利用了车轮轴承11内圈中的空间。另外，还在车轮轴承11外圈的外周部设置多个导电线圈32，当车轮1旋转时，导电线圈32可以随着车轮1旋转，进而切割磁体31的磁场线，并在导电线圈32中产生电流；根据灯带2的用电电压需求，将各个导电线圈32之间进行串并联，最终共同接出一个电流输出端和电流输入端；该电流输出端和电流输入端和灯带2之间进行电连接，即可为灯带2供电。

可选地，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的车轮轴承端部结构示意图，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

磁体31为多个横截面为扇形的条形磁体拼接而成的圆柱磁体，其中相邻条形磁体的磁性相反；圆柱磁体的半径和车轮轴承11内圈半径相同，且圆柱磁体的中心轴和车轮轴承11的中心轴重合。

具体地，如图3所示，采用具有扇形横截面的条形磁体进行拼接即可获得圆柱形磁体，图3中以8个条形磁体为例进行说明，可知设置在车轮轴承11外周部的各个导电线圈32无论旋转到哪一个位置，也始终有磁场线垂直穿过该导电线圈32，使得该导电线圈32尽可能多的切割磁场线。

对比图2和图3中的磁体，图2中的导电线圈32旋转过程中，旋转至正对磁体31中间段的位置处的每个导电线圈32是不切割磁场线的，而图3中的导电线圈32则是始终切割磁场线的，进而增大了导电线圈32的发电功率。

另外，在图3中，该导电线圈32为具体可以是矩形线圈，相邻导电线圈32的相邻边相互贴合，且导电线圈32的数量可以等于条形磁体的数量。各个导电线圈32近似地构成一个正八边形棱柱，那么导电线圈32切割磁场线时，两个边所切割磁场线的方向恰好相反。当然导电线圈32的数量为条形磁体的奇数倍，也同样可使得导电线圈同时切割方向相反的磁场线。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以包括：

车轮轴承11外圈两端分别设置有一圈用于固定车轮辐条4端部的通孔12；每个导电线圈32为一根导线分别穿过车轮轴承11两端各两个通孔12形成的线圈。

对于常规的自行车而言，自行车的车轮辐条4一端固定于车轮轮毂上，另一端固定于车轮轴承11的外圈上，该外圈上设置有一圈通孔12，车轮辐条4端部穿过该通孔12固定。

具体地，结合图2和图3，图2和图3为导电线圈32两种不同的设置方式，图2中同一个通孔12中只穿过一个导电线圈32，而图3中同一个通孔12同时有两个相邻导电线圈32穿过。另外，图2和图3中同一个导电线圈32均只穿过车轮轴承11一端相邻的两个通孔12，在实际应用过程中，同一个导电线圈32穿过车轮轴承11一端的两个通孔12可以不相邻，设置各个导电线圈32之间可以产生部分重叠，这都不影响本实用新型的实施。

本实施例中充分利用自行车本身已有的结构，用一根导线穿过四个通孔12(车轮轴承11两端各两个通孔12)形成一个闭合环形的导电线圈32，从而简化电磁发电机3的结构。

基于上述任意实施例，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的车轮上灯光图案的示意图，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

和灯带2以及电磁发电机3分别连接的中控芯片，用于当车轮1转动时，控制灯带2的亮起、熄灭、颜色以及亮度的工作状态，使得车轮1上呈现灯光图案6。

当自行车的车轮旋转时，如果灯带2仅仅是简单的发光，也仅仅是能够在自行车的车轮1上形成发光的亮环，这种图案简单单一，可变化性差。

为此，本实施例中将灯带2和中控芯片相连接，该中控芯片可以控制灯带2上各个位置的亮起、熄灭以及亮起时长、亮起颜色等等工作状态，通过中控芯片对灯带2工作状态的变换控制，当车轮1转速达到一定的预设值，即可在车轮1上形成灯光图案6。

需要说明的是，基于目前各种智能灯具的控制技术，通过控制芯片控制灯带的各种不同的工作状态，是目前现有技术中已经可以实现的。本实用新型中仅仅是将能够实现这一功能的中控芯片和可随车轮旋转的灯带相结合，对灯带的工作状态的控制的同时，利用人眼视觉延时使得车轮带动灯带旋转，从而实现在车轮上呈现个性化灯光图案，也即是说本实施例中的创新点主要在于将可以控制灯带工作状态的中控芯片和可随车轮旋转的灯带相结合，而并不在于如何控制灯带不同的工作状态，因此，本实施例符合实用新型的保护客体。

另外，该中控芯片可以和灯带集成于一体，那么电磁发电机3的导电线圈32产生的电流可以直接通过电流输出端和电流输入端与中控芯片电连接，并通过该中控芯片为灯带2供电。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的开关装置的结构示意图，还可以进一步地包括：

控制中控芯片和所述电磁发电机3之间电连接的开关装置7；

所述开关装置7包括，由所述车轮1中心到边缘且沿所述车轮1径向依次设置的，和所述电磁发电机3相连接的第一接线端71、一端和所述第一接线端71相连接的且沿所述车轮1径向设置的金属弹簧72、设置在所述金属弹簧72另一端的金属球73、和所述中控芯片相连接的第二接线端74；

其中，所述金属弹簧72的伸缩方向为和所述车轮辐条4方向平行；当所述车轮1旋转速度达到预设速度时，所述金属球73可因离心力沿所述车轮1径向移动至和所述第二接线端74相接触，以接通所述第一接线端71和所述第二接线端74，使得所述电磁发电机3和所述中控芯片电连接接通。

具体地，因为要使得车轮1上的灯带2能够在车轮1上呈现灯光图案6，也就要求车轮1车速达到一定的预设速度，为此，需要再车轮1上设置测速装置，例如测速传感器之类的器件。

而本实施例中为了简化车轮1上的器件结构，在车轮1上设置了开关装置7。如图5所示，开关装置7中的第一接线端71和第二接线端74分别与电磁发电机3和中控芯片电连接，也即是说该开关装置7为中控芯片和电磁发电机3之间的启动开关。

在第一接线端71和第二接线端74之间设置有和第一接线端71相连接的金属弹簧72和金属球73。当自行车的车轮7旋转时，金属球73会随着车轮1的转动做离心运动，进而对金属弹簧72产生拉伸的作用，使得金属球73向第二接线端74移动，当车轮1达到一定预设速度时，金属球73受到的离心力足够大时，金属球73即可移动至和第二接线端74相接触的位置，使得第一接线端71和第二接线端74通过金属弹簧72和金属球73导通。

由此可见，本实施例中的开关装置7的导通和闭合是基于车轮1速度决定的，无需再额外设置车轮1的速度传感器，结构简单，制造成本低。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

每个车轮1上至少有两个车轮辐条4上设置有灯带2，每个灯带2上依次设置有不少于128个的灯泡。

需要说明的是，要在车轮1上形成的灯光图案6，每个灯带2上灯泡的数量越多，所呈现出的灯光图案6越细腻美观，类似于摄像图像的像素越高，图像越清晰。

现有技术中的蓄电池存储电量有限，并不能为太多的灯泡供电。而本实用新型中采用电磁发电机3供电，即可在最大程度满足灯泡的用电需求，进而增大灯带2上灯泡密度。

本实用新型中的灯带2上的灯泡数量在128个以上，具体地，可以是128个、256个或512个灯泡等等，可以在最大程度上提高灯光图案的视觉效果。

具体地，本实用新型中的灯泡为LED灯，LED灯是目前较为节能的灯具。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，如图6和图7所示，图6为本实用新型实施例提供的自行车无线通讯的框架示意图，图7为本实用新型实施例所提供的自行车的结构框图，还可以进一步地包括：

和中控芯片100相连接的无线通讯装置200，用于中控芯片100接收服务器通过无线信号发送的不同的灯光图案信息，以便中控芯片100控制灯带2更新车轮1上呈现的灯光图案6。

具体地，对于每种灯光图案6而言，灯带2都对应有固定的工作状态，而中控芯片100能够存储的灯光图案信息的数量有限，那么中控芯片100控制灯带2工作状态，使车轮1呈现的灯光图案6的种类也就有限，不利于车轮1上灯光图案6的灵活变换。

为此，本实施例中还设置有无线通讯装置200，可以建立中控芯片100和云端服务器之间的信号连接，云端服务器可以随时向中控芯片100发送新的灯光图案信息，进而实现车轮1上的灯光图案6随时更换的目的。

在实际应用中，用户可以通过手机APP和后台云端服务器建立连接，用户通过手机选择自己喜欢的灯光图案，再通过后台云端服务器发送指令给中控芯片100，在中控芯片100的控制下，车轮1呈现用户喜欢的灯光图案6。

另外，还可以通过后台云端服务器发送指令批量控制一批自行车同时显示灯光图案6，实现自行车集体的显示灯光图案6的效果，具体可应用于舞台表演或者广告投放等，能够很好的吸引大众的视觉注意力。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

和电磁发电机3相连接的锂电池300，其中，灯带2以及中控芯片100均通过锂电池300供电。

考虑到自行车在骑行过程中车速有快有慢，产生的电能有多有少，产生的电压有大有小。当产生电能足以供应灯带发光，即可将多余电量进行存储，以供发电量不足时提供电量。另外，灯带2、中控芯片100以及无线通讯装置200需要稳压供电。

而锂电池300是一种储电能力较强的蓄电池，且其自身具有稳压功能，能够保证灯带2、中控芯片100以及无线通讯装置200的稳压供电的需求。因此，可以将电磁发电机3直接和锂电池300电连接，并通过锂电池300分别为灯带2、中控芯片100、无线通讯装置200进行供电。

需要说明的是，本实施例中以锂电池300作为蓄电池，和常规的只采用蓄电池对灯带2供电，而不具有电磁发电机3的技术方案是不同的，本实施例中的电磁发电机3是电能的最终来源，而锂电池300是作为电流流通的中间器件来使用的，其储存电量无需过大，因此锂电池300体积质量等相对也较小，而现有技术中往往直接将蓄电池作为电能的最终来源，对电池的储电量就存在更高要求，体积质量等也就越大，使用过程中更加不便。

另外，考虑到蓄电池的质量相对较重，如果设置在车轮上，会增大车轮转动的阻力，为此蓄电池可以设置在车座下方或者叉架上等位置，但是在电磁发电机发电过程中，导线线圈相对于蓄电池是时刻旋转的，为此，在本实用新型的另一具体实施例中，如图8所示，图8为图2中电磁发电机的电流输出结构示意图，具体可以包括：

设置在车轮轴承11端部且和车轮叉杆5固定连接的导电环33、连接导电线圈32和导电环33的导电刷34。

因为导电线圈32在不停地旋转，因此其接出的电流输出端和电流输入端也会随之旋转；为此，可以在叉杆5上设置两个导电环33，电流输出端和电流输入端通过两个导电刷34分别和两个导电环33电连接；而这两个导电环和蓄电池保持电连接，即可将电磁发电机的电量输送至蓄电池。

当车轮1旋转一圈时，导电刷34恰好贴合导电环33旋转一周。两个导电环33可以设置在车轮轴承11的两端，也可以设置在车轮轴承11的同一端且两个导电环33为半径不同的同心圆环结构，还可以是其他地设置方式，只要导电刷34随车轮1旋转一圈，可以始终和导电环33连接，且两个导电环33之间绝缘即可。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的设备相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见设备部分说明即可。

Claims (10)

1.一种自行车，其特征在于，包括设置在所述自行车的车轮辐条上的灯带；以及设置在所述自行车的车轮轴承上，用于为所述灯带发光供电的电磁发电机；

其中，当所述自行车的车轮旋转时，所述电磁发电机可将所述车轮旋转的动能转化为电能。

2.如权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述电磁发电机包括固定在所述车轮轴承内圈中的磁体、环绕所述车轮轴承外周部设置的多个导电线圈；

其中，当所述车轮旋转时，所述磁体不旋转，所述导电线圈随所述车轮旋转并切割所述磁体的磁场线。

3.如权利要求2所述的自行车，其特征在于，所述磁体为多个横截面为扇形的条形磁体拼接而成的圆柱磁体，其中相邻所述条形磁体的磁性相反；所述圆柱磁体的半径和所述车轮轴承内圈半径相同，且所述圆柱磁体的中心轴和所述车轮轴承的中心轴重合。

4.如权利要求2所述的自行车，其特征在于，所述车轮轴承外圈两端分别设置有一圈用于固定所述车轮辐条端部的通孔；每个所述导电线圈为一根导线分别穿过所述车轮轴承两端各两个所述通孔形成的线圈。

5.如权利要求1至4任一项所述的自行车，其特征在于，还包括和所述灯带以及所述电磁发电机分别连接的中控芯片，用于当所述车轮转动时，控制所述灯带的亮起、熄灭、颜色以及亮度的工作状态，使得所述车轮上呈现灯光图案。

6.如权利要求5所述的自行车，其特征在于，还包括和所述中控芯片相连接的无线通讯装置，用于所述中控芯片接收服务器通过无线信号发送的不同的灯光图案信息，以便所述中控芯片控制所述灯带更新所述车轮上呈现的灯光图案。

7.如权利要求5所述的自行车，其特征在于，还包括设置在所述车轮辐条上的开关装置；

所述开关装置包括，由所述车轮中心到边缘方向依次设置的，和所述电磁发电机相连接的第一接线端、一端和所述第一接线端相连接的且沿所述车轮径向设置的金属弹簧、设置在所述金属弹簧另一端的金属球、和所述中控芯片相连接的第二接线端；

其中，所述金属弹簧的伸缩方向和所述车轮辐条方向平行；当所述车轮旋转速度达到预设速度时，所述金属球可因离心力沿所述车轮径向移动至和所述第二接线端相接触的位置，以接通所述第一接线端和所述第二接线端，使得所述电磁发电机和所述中控芯片电连接接通。

8.如权利要求5所述的自行车，其特征在于，每个所述车轮上至少有两个车轮辐条上设置有所述灯带，每个所述灯带上依次设置有不少于128个的灯泡。

9.如权利要求8所述的自行车，其特征在于，所述灯泡为LED灯。

10.如权利要求5所述的自行车，其特征在于，还包括和所述电磁发电机相连接的锂电池，其中，所述灯带以及所述中控芯片均通过所述锂电池供电。

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