CN219055866U - 自行车加速度能量收集花鼓与自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自行车加速度能量收集花鼓与自行车，自行车加速度能量收集花鼓包括花鼓壳体、摆锤7、齿圈支架2、依次同轴设置的固定轴5、行星齿轮组、发电装置以及出线轴20；发电装置包括转子组件17与定子组件18，齿圈支架2的外侧沿径向向外延伸形成摆锤连接部，摆锤连接部与摆锤7固连，齿圈支架2设置在固定轴5上且能够在摆锤7的带动下绕固定轴5摆动，行星齿轮组包括齿圈9、齿轮8以及转子轴11，齿圈支架2与齿圈9固定连接，齿圈9通过齿轮8与转子轴11啮合，转子轴11与转子组件17固连；本实用新型利用自行车加速或者减速刹车时产生的加速度转化为动能，再将动能转化为电能储存，解决了电动自行车续航里程短的技术问题。

Description

自行车加速度能量收集花鼓与自行车

技术领域

本实用新型涉及自行车领域，具体地，涉及一种自行车加速度能量收集花鼓与自行车。

背景技术

现阶段，电动自行车出行方便，是许多家庭必备的交通工具，但续航里程相对电动自行车来说是其短板。要想提高其续航里程，一方面可以提高电机在工作期间的效率，另一方面可以回收一部分能量，进行储存提高续航。目前市场上电动自行车能量回收主要有以下几种：

1、在自行车刹车减速时，车轮带动电机转动，电机转换为发电机，这样就能产生电流，通过控制器再将产生的电流储存到蓄电池，从而可以增加续航。

2、在刹车装置处安装热电转换装置，将刹车产生的热能转换为电能，再将电能储存，从而提升续航。

3、在自行车上安装太阳能发电板，将太阳能转换为电能储存起来，增加其续航里程。

公开号为CN203318034U的专利文献公开了一种花鼓及使用该花鼓的轮组，所述轮组，由一轮圈、一花鼓及复数支辐条组接而成，其中所述花鼓的壳体两端环向间隔设置若干安装部，所述安装部沿径向开设两道结合槽，使安装部形成有复数叶片，且复数叶片间彼此相对端，相对壳体轴向连接出局部封闭结合槽之限止部，以利于所述轮组通过花鼓安装部局部封闭径向结合槽之限止部，防止穿结于结合槽内的辐条松脱，以避免自行车骑乘时发生人身安全隐患。但该花鼓不具备能量回收的功能，无法解决电动自行车续航里程短的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种自行车加速度能量收集花鼓与自行车。

根据本实用新型提供的自行车加速度能量收集花鼓，包括花鼓壳体、摆锤、齿圈支架、依次同轴设置的固定轴、行星齿轮组、发电装置以及出线轴；

所述发电装置包括转子组件与套设于转子组件外侧的定子组件，所述固定轴、出线轴以及定子组件之间固定连接；

所述齿圈支架的外侧沿径向向外延伸形成摆锤连接部，所述摆锤连接部与摆锤固连，所述齿圈支架设置在固定轴上且能够在摆锤的带动下绕固定轴摆动，所述摆锤连接部与固定轴之间的径向距离大于行星齿轮组与定子组件的半径；

所述行星齿轮组包括齿圈、齿轮以及转子轴，所述齿圈支架与齿圈固定连接，所述齿圈通过齿轮与转子轴啮合，所述转子轴与转子组件固连；

所述固定轴穿过花鼓壳体的一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴穿过花鼓壳体的另一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴为中空结构且内部设置有线束，所述线束的一端连接定子组件，线束的另一端贯穿出线轴连接外部用电装置，所述固定轴与出线轴均与外部车架固连，所述花鼓壳体与外部车轮固连。

优选地，所述出线轴上也设置有齿圈支架，作为第二齿圈支架；

所述固定轴上的齿圈支架作为第一齿圈支架，所述摆锤的两端分别固连第一齿圈支架与第二齿圈支架。

优选地，所述发电装置与出线轴之间同轴设置有行星齿轮组，作为第二行星齿轮组；

所述发电装置与固定轴之间的行星齿轮组作为第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组轴对称设置。

优选地，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组中的两个转子轴上均设置有第三卡簧；

所述第三卡簧连接转子组件的两侧。

优选地，所述发电装置与出线轴之间设置有质量与行星齿轮组匹配的配重，所述配重与行星齿轮组轴对称设置。

优选地，还包括支架，所述支架为两个，两个支架均通过连接件同轴连接在发电装置的两侧，所述定子组件与两个支架固连，所述转子组件与两个支架可旋转连接；

所述固定轴靠近支架的一端固定设置有固定轴法兰，所述出线轴靠近支架的一端固定设置有出线轴法兰，所述固定轴法兰通过连接件且穿过齿圈固连支架，所述出线轴法兰通过连接件固连支架；

所述转子轴穿过支架固连转子组件。

优选地，所述支架在与齿轮的对应位置上设置有销钉，所述销钉上设置有齿轮轴承；

所述齿轮通过齿轮轴承可旋转设置于销钉上。

优选地，所述销钉上设置有第一卡簧与第二卡簧，所述第一卡簧的外圈设置在齿轮内侧的限位槽内，所述第二卡簧设置在齿轮轴承远离支架的一侧。

优选地，所述花鼓壳体包括相互连接的轮毂与端盖，所述固定轴穿过轮毂设置，所述出线轴穿过端盖设置。

根据本实用新型提供的自行车，采用所述的自行车加速度能量收集花鼓。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构简单，操作方便，利用自行车加速或者减速刹车时产生的加速度转化为动能，再将动能转化为电能储存起来，工作可靠，且收集的能量可以储存利用，节约能源，解决了电动自行车续航里程短的技术问题。

2、本实用新型采用了设置行星齿轮组作为变速机构的技术手段，速比大，可以使转子组件有较高的转速，能量转化效率提升，获得更多的电能。

3、本实用新型采用两侧设置对称的行星齿轮组或设置配重的技术手段，使摆锤在受力时会运行更加稳定，提高整体结构可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型中自行车加速度能量收集花鼓的结构爆炸示意图；

图2为本实用新型中自行车加速度能量收集花鼓的剖视结构示意图；

图中示出：

轮毂1 第二卡簧14

齿圈支架2 齿轮轴承15

齿圈连接螺钉3 定子固定螺钉16

支架螺钉4 转子组件17

固定轴5 定子组件18

轮毂轴承6 第三卡簧19

摆锤7 出线轴20

齿轮8 线束21

齿圈9 摆锤连接螺钉22

第一卡簧10 端盖23

转子轴11 端盖连接螺钉24

支架12 支架轴承25

销钉13 转子轴承26

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型公开了一种自行车加速度能量收集花鼓与自行车，作为自行车轮毂固定在自行车前叉或者后叉上，利用加速、减速、颠簸时产生的加速度让内部摆锤产生动能，然后通过发电装置将动能转化为电能储存起来，以此来达到能量收集目的，工作可靠，且收集的能量可以储存利用，节约能源，解决了电动自行车续航里程短的技术问题，本实用新型与车轮连接，不占用整车其余空间，保证整车空间利用率；

根据本实用新型提供的自行车加速度能量收集花鼓，如图1-2所示，包括花鼓壳体、摆锤7、齿圈支架2、依次同轴设置的固定轴5、行星齿轮组、发电装置以及出线轴20；所述发电装置包括转子组件17与套设于转子组件17外侧的定子组件18，所述固定轴5、出线轴20以及定子组件18之间固定连接；

所述齿圈支架2的外侧沿径向向外延伸形成摆锤连接部，所述摆锤连接部与摆锤7固连，所述齿圈支架2设置在固定轴5上且能够在摆锤7的带动下绕固定轴5摆动，所述摆锤连接部与固定轴5之间的径向距离大于行星齿轮组与定子组件18的半径；在本实用新型的一个优选实施例中，所述摆锤7采用梭子形状，不会改变其质心但可以有更大的质量，在同等加速度的情况下可以获得更多的动能转化。

所述行星齿轮组包括齿圈9、齿轮8以及转子轴11，所述齿圈支架2与齿圈9固定连接，所述齿圈9通过齿轮8与转子轴11啮合，所述转子轴11与转子组件17固连；采用行星齿轮组作为齿轮减速机构，速比大，可以使转子组件17有较高的转速，能量转化效率提升，获得更多的电能；

所述固定轴5穿过花鼓壳体的一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴20穿过花鼓壳体的另一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴20为中空结构且内部设置有线束21，所述线束21的一端连接定子组件18，线束21的另一端贯穿出线轴20连接外部用电装置，所述固定轴5与出线轴20均与外部车架固连。所述花鼓壳体包括轮毂1与端盖23，所述固定轴5穿过轮毂1设置，所述出线轴20穿过端盖23设置。优选地，轮毂1通过轮毂轴承6连接在固定轴5上，可自由转动，端盖23通过轮毂轴承6连接出线轴20上，可自由转动，轮毂1通过端盖连接螺钉24与端盖23固连在一起，与自行车的车轮通过辐条连接在一起，可一起自由转动。

所述自行车加速度能量收集花鼓还包括支架12，所述支架12为两个，两个支架12均通过连接件同轴连接在发电装置的两侧，所述定子组件18与两个支架12固连，所述转子组件17与两个支架12可旋转连接；优选地，所述支架12靠近定子组件18的一侧设置有定子固定螺钉16，所述支架12通过定子固定螺钉16与定子组件18固连；所述转子轴11穿过支架12与转子组件17固连，所述转子轴11与支架12连接处设置有支架轴承25，通过支架轴承25与支架12可旋转连接。

所述固定轴5靠近支架12的一端固定设置有固定轴法兰，所述出线轴20靠近支架12的一端固定设置有出线轴法兰，所述固定轴法兰通过连接件且穿过齿圈9固连支架12，所述出线轴法兰通过连接件固连支架12；所述转子轴11穿过支架12固连转子组件17。

优选地，所述齿圈支架2外侧设置有齿圈连接部，在轴向投影上所述齿圈连接部位于固定轴法兰和出线轴法兰的外侧，所述齿圈连接部通过齿圈连接螺钉3与齿圈9固连；所述摆锤连接部通过摆锤连接螺钉22与摆锤7固连，即所述齿圈支架2、齿圈连接螺钉3、齿圈9、摆锤7、摆锤连接螺钉22固连在一起，当摆锤7摆动时，齿圈9也开始转动，带动齿轮8开始转动，传递到转子轴11开始转动，同时转子组件17也开始转动，定子组件18内的线圈就可以产生感应电流，通过线束21传递到外部装置收集起来，以此达到能量转化。

所述出线轴20上也设置有齿圈支架2，作为第二齿圈支架；所述固定轴5上的齿圈支架2作为第一齿圈支架，所述摆锤7的两端分别固连第一齿圈支架与第二齿圈支架。采用对称结构的齿圈支架2，能够使摆锤7在受力时会运行更加稳定，提高整体结构可靠性。优选地，所述固定轴法兰与出线轴法兰上均设置有支架螺钉4，所述支架螺钉4与支架上设置的螺母在齿圈9内侧的空隙中配合连接。优选地，所述出线轴20与固定轴5上均设置有支架轴承25，所述齿圈支架2通过支架轴承25与出线轴20或固定轴5可旋转连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，为进一步提高整体结构可靠性，采用如下两种方案：

1、两侧采用对称的行星齿轮组，所述发电装置与出线轴20之间同轴设置有行星齿轮组，作为第二行星齿轮组；所述发电装置与固定轴5之间的行星齿轮组作为第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组轴对称设置。

2、在出线轴20侧设置配重，所述发电装置与出线轴20之间设置有质量与行星齿轮组匹配的配重，所述配重与行星齿轮组轴对称设置。

优选地，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组中的两个转子轴11上均设置有第三卡簧19；或，所述行星齿轮组与配重上均设置有第三卡簧19；所述第三卡簧19连接转子组件17的两侧，通过第三卡簧19对转子组件17进行轴向限位。

所述支架12在与齿轮8的对应位置上设置有销钉13，所述销钉13上设置有齿轮轴承15；所述齿轮8通过齿轮轴承15可旋转设置于销钉13上；所述销钉13上设置有第一卡簧10与第二卡簧14，所述第一卡簧10的外圈设置在齿轮8内侧的限位槽内，所述第二卡簧14设置在齿轮轴承15远离支架12的一侧，通过第二卡簧14和第一卡簧10分别对齿轮轴承15与齿轮8进行轴向限位；本实用新型中支架螺钉4、第一卡簧10、支架12、销钉13、第二卡簧14、定子组件18、线束21、出线轴20、固定轴5固连在车架上，相对于车架无任何自由度。

在本实用新型的一个优选实施例中，如图1所示，所述齿圈支架2设置有中空结构，工作时，支架12上的销钉13位于所述中空结构内部，起到限位作用，同时，所述齿圈9内部仅在下半圈设置齿，从而使摆锤7不会左右摆动超过90°，防止在顶部卡住，影响工作。

根据本实用新型提供的自行车，采用所述的自行车加速度能量收集花鼓，其工作原理为：

当自行车加速启动时，摆锤7受到向后的加速力，这个力会带动摆锤7绕轴心转动，同时摆锤7会带动齿圈9开始转动，通过齿轮8与转子轴11传递转动到转子组件17，这样定子组件18的线圈就可以产生感应电流，通过线束21传递到外部装置收集起来，当车子匀速行驶时，此时摆锤不在初始位置，摆锤7会受到垂直于地面的重力，在圆周方向会产生分力，这样摆锤7会反方向绕轴心转动，转子组件17也会反方向转动，定子组件18的线圈也可以产生电流，通过线束21传递到外部装置收集起来，这样摆锤7往复运动直至停止，就可以将能量转化为电能储存起来；当自行车刹车减速时，摆锤7受到向前的加速力，同样可以将动能转换为电能，以此通过加速度可以达到达到能量的收集。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，包括花鼓壳体、摆锤(7)、齿圈支架(2)、依次同轴设置的固定轴(5)、行星齿轮组、发电装置以及出线轴(20)；

所述发电装置包括转子组件(17)与套设于转子组件(17)外侧的定子组件(18)，所述固定轴(5)、出线轴(20)以及定子组件(18)之间固定连接；

所述齿圈支架(2)的外侧沿径向向外延伸形成摆锤连接部，所述摆锤连接部与摆锤(7)固连，所述齿圈支架(2)设置在固定轴(5)上且能够在摆锤(7)的带动下绕固定轴(5)摆动，所述摆锤连接部与固定轴(5)之间的径向距离大于行星齿轮组与定子组件(18)的半径；

所述行星齿轮组包括齿圈(9)、齿轮(8)以及转子轴(11)，所述齿圈支架(2)与齿圈(9)固定连接，所述齿圈(9)通过齿轮(8)与转子轴(11)啮合，所述转子轴(11)与转子组件(17)固连；

所述固定轴(5)穿过花鼓壳体的一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴(20)穿过花鼓壳体的另一侧且与花鼓壳体可旋转连接，所述出线轴(20)为中空结构且内部设置有线束(21)，所述线束(21)的一端连接定子组件(18)，线束(21)的另一端贯穿出线轴(20)连接外部用电装置，所述固定轴(5)与出线轴(20)均与外部车架固连，所述花鼓壳体与外部车轮固连。

2.根据权利要求1所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述出线轴(20)上也设置有齿圈支架(2)，作为第二齿圈支架；

所述固定轴(5)上的齿圈支架(2)作为第一齿圈支架，所述摆锤(7)的两端分别固连第一齿圈支架与第二齿圈支架。

3.根据权利要求1所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述发电装置与出线轴(20)之间同轴设置有行星齿轮组，作为第二行星齿轮组；

所述发电装置与固定轴(5)之间的行星齿轮组作为第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组轴对称设置。

4.根据权利要求3所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组中的两个转子轴(11)上均设置有第三卡簧(19)；

所述第三卡簧(19)连接转子组件(17)的两侧。

5.根据权利要求1所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述发电装置与出线轴(20)之间设置有质量与行星齿轮组匹配的配重，所述配重与行星齿轮组轴对称设置。

6.根据权利要求1所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，还包括支架(12)，所述支架(12)为两个，两个支架(12)均通过连接件同轴连接在发电装置的两侧，所述定子组件(18)与两个支架(12)固连，所述转子组件(17)与两个支架(12)可旋转连接；

所述固定轴(5)靠近支架(12)的一端固定设置有固定轴法兰，所述出线轴(20)靠近支架(12)的一端固定设置有出线轴法兰，所述固定轴法兰通过连接件且穿过齿圈(9)固连支架(12)，所述出线轴法兰通过连接件固连支架(12)；

所述转子轴(11)穿过支架(12)固连转子组件(17)。

7.根据权利要求6所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述支架(12)在与齿轮(8)的对应位置上设置有销钉(13)，所述销钉(13)上设置有齿轮轴承(15)；

所述齿轮(8)通过齿轮轴承(15)可旋转设置于销钉(13)上。

8.根据权利要求7所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述销钉(13)上设置有第一卡簧(10)与第二卡簧(14)，所述第一卡簧(10)的外圈设置在齿轮(8)内侧的限位槽内，所述第二卡簧(14)设置在齿轮轴承(15)远离支架(12)的一侧。

9.根据权利要求1所述的自行车加速度能量收集花鼓，其特征在于，所述花鼓壳体包括相互连接的轮毂(1)与端盖(23)，所述固定轴(5)穿过轮毂(1)设置，所述出线轴(20)穿过端盖(23)设置。

10.一种自行车，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的自行车加速度能量收集花鼓。

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