TWM463227U - 自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統 - Google Patents

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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Description

自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統
本新型係一種適用於自行車的電力系統，尤指一種由輪鼓發電並具有儲電、儲電及供電與照明功能的自行車電力系統。
現有自行車為了維護使用者的騎乘安全，多裝設有照明路況用的大燈與警示後方用的尾燈，該大燈與尾燈多為LED(發光二極體)並依靠其本身裝設的電池提供電力，LED雖然省電但是電池使用一段時間後仍有電力耗盡的問題，若使用者於夜間騎乘自行車時發生電池電力耗盡的狀況，極容易產生危險而有安全性的問題。再者，一般自行車的使用者，多會於車輛上裝設3C電子產品，例如裝設平板電腦、衛星導航器或智慧型手機以提供騎乘時的道路指引，或是裝設音樂播放器(MP3)以沿途播放音樂而可令騎乘者放鬆心情以利長途騎乘，不過各種3C電子產品仍是使用其內建的電池供電，長途騎乘仍有電力耗盡之使用上的不便，因此如何於使用者騎乘自行車時持續提供車上之照明與警示裝置以及電子裝置的電力，減少其發生電力耗 盡狀況，是亟待改善的問題。
因此現有技術是於自行車上裝設可發電之「發電輪鼓」，係將發電機設於自行車的輪鼓處，輪鼓轉動即發出電力而可於使用者騎乘自行車時，持續不斷地提供電力給車上之照明與警示裝置以及3C電子產品，不過當使用者騎乘自行車的速度過慢或停止時，發電機即無法發電，對於需持續提供電力的照明用具或3C電子產品仍有便利性與安全性不佳的問題
如前揭所述，現有自行車上的照明用具與電子裝置若以設於自行車上之輪鼓發電機發電時，易因輪鼓停止轉動或轉速過慢而無法穩定發電與供電，產生使用便利性與安全性不佳的問題，因此本新型主要目的在提供一自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，其裝設於自行車上並利用發電輪鼓於騎乘自行車時持續發電，透過充電模組將交流電轉換為穩定的直流電力，再由鋰電池組儲存並分別提供自行車上的照明用具以及外接之3C電子產品所需電力，減少現有自行車之照明用具與3C電子產品連接輪鼓發電機時，易因無法穩定發電與供電，產生之使用便利性與安全性不佳的問題。
為達成前述目的所採取的主要技術手段係令前述自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統係裝設於一 自行車上，其包含有：一輪鼓發電機，其裝設於自行車的輪鼓；一充電模組，其裝設於自行車的車身，該充電模組包含有一變壓器、一整流器與一濾波器，該變壓器是與輪鼓發電機電連接，該整流器分別與變壓器與濾波器電連接；一鋰電池組，其裝設於自行車的車身，該鋰電池組是與濾波器電連接，該鋰電池組包含有一組以上的電池組，各電池組包含有多數個相互串接的鋰電池；一開關總成及配線盒，其裝設於自行車的車頭，該開關總成及配線盒包含有一總電源開關與一方向燈開關，該總電源開關係與鋰電池組電連接，該方向燈開關係與總電源開關電連接；一燈光模組，其包含有一前大燈組、一右方向燈組、一左方向燈組、一指示與警示燈組以及一晝行與後燈組，該前大燈組係與總電源開關電連接並設有一大燈開關，該右方向燈組與左方向燈組係與方向燈開關連接，並分別串接有一閃爍單元，該指示與警示燈組與晝行與後燈組係與總電源開關電連接，該等燈組係分設於自行車的車頭與車身，以提供照明、巡航警示或行進方向指示；以及一個以上的點菸座，其裝設於自行車的車頭，該點菸座係與係與總電源開關電連接，用以提供外接的一USB電源。
利用前述元件組成的自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，輪鼓發電機發出的交流電源經由充電模組的變壓、整流與濾波後，可得到穩定輸出的直流電源，再由鋰電池組儲存該直流電源，使用者於開關總成及配線盒切換其總電源開關即可點亮指示與警示燈組以及晝行與後燈組，以提供自行車的巡航警示或位置指示，切換大燈開關即可點亮前大燈組以照明路況，或是切換方向燈開關使左方向燈組與右方向燈組提供左轉或右轉的方向指示，並由點菸座透過一具有兩個1.5A輸出的USB插座提供外接3C電子產品所需之USB電源以供其充電，藉由輪鼓發電機發電，充電模組將交流電轉換為直流電，鋰電池組儲電與供電，各燈光模組提供照明與指示，使用者於騎乘自行車時可持續發電、儲電、供電、照明並提供外接3C電子產品所需電力，解決現有自行車之照明用具與電子裝置連接輪鼓發電機時，易因輪鼓停止轉動或轉速過慢無法穩定發電，產生之使用便利性與安全性不佳的問題。
10‧‧‧輪鼓發電機
11‧‧‧電力接頭
20‧‧‧充電模組
21‧‧‧變壓器
22‧‧‧全波整流器
23‧‧‧T-π型濾波器
30‧‧‧鋰電池組
31‧‧‧座椅內管電池組
31A‧‧‧可拆卸電池組
311‧‧‧鋰電池
32‧‧‧保險絲
40‧‧‧開關總成及配線盒
41‧‧‧總電源開關
42‧‧‧電池電量表
50‧‧‧燈光模組
51‧‧‧指示與警示燈組
511‧‧‧電源指示燈
512‧‧‧巡航警示燈
52‧‧‧晝行與後燈組
521‧‧‧右晝行燈
521A‧‧‧左晝行燈組
522‧‧‧後燈
53‧‧‧前大燈組
531‧‧‧大燈開關
54‧‧‧右方向燈組
541‧‧‧閃爍單元
542‧‧‧中右方向燈
543‧‧‧後右方向燈
55‧‧‧左方向燈組
551‧‧‧閃爍單元
552‧‧‧中左方向燈
553‧‧‧後左方向燈
56‧‧‧方向燈開關
60‧‧‧點菸座
70‧‧‧固定架
71‧‧‧3C電子產品
80‧‧‧USB電源轉換器
81‧‧‧電壓轉換單元
82‧‧‧USB插座
圖1是本新型較佳實施例的電路圖。
圖2是本新型較佳實施例之自行車的充電線路示意圖。
圖3是本新型較佳實施例之自行車的控制線路示意圖。
圖4是本新型較佳實施例之電池組裝設於座管的示意圖。
圖5是本新型較佳實施例之開關總成及配線盒以及點菸座裝設於車頭的示意圖。
圖6是本新型較佳實施例電池組之晝行燈組裝設於車頭的示意圖。
圖7是本新型較佳實施例之後燈、右方向燈與左方向燈裝設於座管後方的示意圖。
圖8是本新型較佳實施例之點菸座提供電子裝置充電的示意圖。
關於本新型的較佳實施例，請參閱圖1至3所示，係於一自行車上設有一輪鼓發電機10、一充電模組20、一鋰電池組30、一開關總成及配線盒40、一燈光模組50與一個以上的點菸座60，其中，該輪鼓發電機10、充電模組20、鋰電池組30、開關總成及配線盒40、燈光模組50與點菸座60係依序串接成為本新型所指的系統。
該輪鼓發電機10具有二輸出接點並連接至一電力接頭11，其設於自行車之前輪的輪鼓處以產生交流電源，當自行車的時速超過每小時5公里輪鼓發電機10即可產生電力，較佳發電效率的時速是於每小時10至15公里之間；又該輪鼓發電機10的輸出電壓與功率為12伏特/12瓦或是6伏特/6瓦，可依照燈光模組50與點菸座60所需功率選用。
該充電模組20包含有一變壓器21、一全波整 流器22與一T-π型濾波器23，該充電模組20係設於自行車之座墊底部的凹槽處，該變壓器21包含有二交流輸入接點(一次側)與二交流輸出接點(二次側)，其兩個交流輸入接點是與電力接頭11電連接，其兩個交流輸出接點是與全波整流器22電連接，該變壓器21是將輪鼓發電機10發出的交流電壓提升至12至15伏特或是6至9伏特，以供全波整流器22整流及T-π型濾波器23濾波；該全波整流器22係一橋式整流器，其包含有二交流輸入端、一正極輸出端(+)與一負極輸出端(-)，其兩個交流輸入端是與變壓器21的兩個交流輸出接點電連接，該全波整流器22係將變壓器21輸出的交流電壓轉換為直流電壓；該T-π型濾波器23包含有二輸入接點與二輸出接點，其兩個輸入接點係分別與全波整流器22的正極輸出端(+)以及負極輸出端(-)電連接，該T-π型濾波器23係利用兩個電感器與兩個電容器分別連接後，產生抗流及濾波的效果；該T-π型濾波器23之正極的輸出接點可進一步連接一穩壓IC(圖中未示)，該穩壓IC可以是7812或是7806，以提供穩定輸出的直流12伏特或6伏特電壓。
該鋰電池組30係裝設於自行車的車身上，其具有一正極接點(+)與一負極接點(-)，該正極接點與負極接點係與T-π型濾波器23的兩個輸出接點電連接，該鋰電池組30包含有一座椅內管電池組31與一可拆卸電池組31A，該 座椅內管電池組31與可拆卸電池組31A分別包含有多數個鋰電池311，其依據T-π型濾波器23輸出的12伏特或6伏特電壓串接對應數量的鋰電池311；該鋰電池組30進一步於正極接點串接有一保險絲(Fuse)32，以提供電路過載保護；請配合參閱圖4所示，該鋰電池組30的可拆卸電池組31A是設於自行車的車架上，座椅內管電池組31是設於座墊下的座管中。
該開關總成及配線盒40係裝設於自行車的車頭，該開關總成及配線盒40包含有一總電源開關41與一電池電量表(V)42，該總電源開關41具有一輸入端與一輸出端，該輸入端的兩個輸入接點係分別與鋰電池組30的正極接點與負極接點電連接，該輸出端的兩個輸出接點係與燈光模組50以及點菸座60電連接，該電池電量表42係與總電源開關41之兩個輸出接點並聯，以取得鋰電池組30的電壓或顯示該鋰電池組30的電量；請配合參閱圖5與6所示，該開關總成及配線盒40係裝設於自行車之車頭處；該自行車並於車頭處設有一固定架70，該固定架70係用以置放如平板電腦、智慧型手機或衛星導航器的3C電子產品(圖中未示)。
如圖1、3與6所示，該燈光模組50包含有一指示與警示燈組51、一晝行與後燈組52、一前大燈組53、一右方向燈組54與一左方向燈組55，該燈光模組50的指 示與警示燈組51、晝行與後燈組52、前大燈組53、右方向燈組54與左方向燈組55係裝設於自行車的車身或車頭且分別與的總電源開關41之輸出端的兩個接點電連接；該指示與警示燈組51包含有一電源指示燈511與一巡航警示燈512，該電源指示燈511係裝設於自行車的車頭以供使用者辨識系統的電源狀態，該巡航警示燈512係裝設於自行車的車頭且朝向自行車前方，以提供自行車之巡航位置指示，總電源開關41開啟時，電源指示燈511與巡航警示燈512即會發亮以提供指示；該晝行與後燈組52係與總電源開關41的輸出端並聯，其包含有一右晝行燈521、一左晝行燈521A與一後燈522，該右晝行燈521及左晝行燈521A係設於車頭並朝向前方，該後燈522係設於自行車座管上，如圖7所示，總電源開關41開啟時，該後燈522即會發亮以提供自行車位置警示，提高使用者的行車安全；該前大燈組53係如圖2所示設於自行車之車頭並朝向車輛前方，前大燈組53連接有一大燈開關531，該大燈開關531係串接於總電源開關41與前大燈組53之間，大燈開關531開啟時，前大燈組53即會發亮以提供車輛前方照明；該右方向燈組54包含有一中右方向燈542與一後右方向燈543，該左方向燈組55包含有一中左方向燈552與一後左方向燈553，該前中右方向燈542與中左方向燈552是分設於手把處並朝向兩側，後右方向燈543與後左方向燈553是朝向 車尾設置，該右方向燈組54與該左方向燈組55分別連接有一閃爍單元541、551，兩個閃爍單元541、551連接至一方向燈開關56，該方向燈開關56係一單極雙投開關，其設於開關總成及配線盒40且與總電源開關41相鄰，該方向燈開關56的各接點係分別連接至總電源開關41與兩個閃爍單元541、551，切換方向燈開關56的位置即可使右方向燈組54與左方向燈組55分別閃爍發亮以提供自行車之行進方向指示；該右方向燈組54與左方向燈組55可進一步於車頭設有一前右方向燈(圖中未示)與一前左方向燈(圖中未示)以分別提供方向指示。
該點菸座60係裝設於自行車的車頭，該點菸座60係與總電源開關41連接，請配合參閱圖8所示，其用以提供置放於固定架70上之一3C電子產品71充電用的電源。於本較佳實施例中，該點菸座60進一步插設有一USB電源轉換器80，該USB電源轉換器80包含有一個以上的電壓轉換單元81與兩個可輸出1.5A的USB插座82，該電壓轉換單元81係將鋰電池組30輸出的12伏特或6伏特轉換為USB使用的5伏特電壓，並由USB插座82輸出，以提供如衛星導航器、智慧型手機或平板電腦的3C電子產品71充電之用。
由上述可知，輪鼓發電機10發出的交流電力經由充電模組20轉換為穩定輸出的直流電，再由鋰電池組30 儲存與供電，使用者開啟總電源開關41即點亮指示與警示燈組51之電源指示燈511與巡航警示燈512，又大燈開關531控制前大燈組53，方向燈開關56分別控制右方向燈組54與左方向燈組55，並由點菸座60提供外部設置之電子裝置充電所需的電力，使用者於騎乘自行車時可持續發電、儲電、供電、照明並提供電子產品充電所需電力，減少現有自行車之照明用具與3C電子產品連接輪鼓發電機時，易因無法穩定發電與供電，產生之使用便利性與安全性不佳的問題。
10‧‧‧輪鼓發電機
11‧‧‧電力接頭
20‧‧‧充電模組
21‧‧‧變壓器
22‧‧‧全波整流器
23‧‧‧T-π型濾波器
30‧‧‧鋰電池組
31‧‧‧座椅內管電池組
31A‧‧‧可拆卸電池組
311‧‧‧鋰電池
32‧‧‧保險絲
40‧‧‧開關總成及配線盒
41‧‧‧總電源開關
42‧‧‧電池電量表
50‧‧‧燈光模組
51‧‧‧指示與警示燈組
511‧‧‧電源指示燈
512‧‧‧巡航警示燈
52‧‧‧晝行與後燈組
521‧‧‧右晝行燈
521A‧‧‧左晝行燈組
522‧‧‧後燈
53‧‧‧前大燈組
531‧‧‧大燈開關
54‧‧‧右方向燈組
541‧‧‧閃爍單元
542‧‧‧中右方向燈
543‧‧‧後右方向燈
55‧‧‧左方向燈組
551‧‧‧閃爍單元
552‧‧‧中左方向燈
553‧‧‧後左方向燈
56‧‧‧方向燈開關
60‧‧‧點菸座
80‧‧‧USB電源轉換器
81‧‧‧電壓轉換單元
82‧‧‧USB插座

Claims (9)

  1. 一種自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，其裝設於一自行車上且包含有：一輪鼓發電機，其裝設於自行車的輪鼓；一充電模組，其裝設於自行車的車身，該充電模組包含有一變壓器、一整流器與一濾波器，該變壓器是與輪鼓發電機電連接，該整流器分別與變壓器與濾波器電連接；一鋰電池組，其裝設於自行車的車身，該鋰電池組是與濾波器電連接，該鋰電池組包含有一組以上的電池組，各電池組包含有多數個相互串接的鋰電池；一開關總成及配線盒，其裝設於自行車的車頭，該開關總成及配線盒包含有一總電源開關與一方向燈開關，該總電源開關係與鋰電池組電連接，該方向燈開關係與總電源開關電連接；一燈光模組，其包含有一前大燈組、一右方向燈組、一左方向燈組、一指示與警示燈組以及一晝行與後燈組，該前大燈組係與總電源開關電連接並設有一大燈開關，該右方向燈組與左方向燈組係與方向燈開關連接，並分別串接有一閃爍單元，該指示與警示燈組與晝行與後燈組係與總電源開關電連接，該等燈組係分設於自行車的車頭與車身，以提供照明、巡航警示或行進方向指示；以及一個以上的點菸座，其裝設於自行車的車頭，該點菸座係與係與總電源開關電連接，用以提供外接的一USB電源。
  2. 如請求項1所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及 供電系統，該右方向燈組包含有一中右方向燈與一後右方向燈，該左方向燈組包含有一中左方向燈與一後左方向燈，該中右方向燈與中左方向燈是分設於左、右手把處。
  3. 如請求項2所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該指示與警示燈組包含有一電源指示燈與一巡航警示燈，該電源指示燈係裝設於自行車的車頭以供使用者辨識系統的電源狀態，該巡航警示燈係裝設於自行車的車頭且朝向自行車前方，以提供自行車之巡航位置指示。
  4. 如請求項3所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該充電模組的變壓器是透過一電力接頭與輪鼓發電機電連接。
  5. 如請求項4所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該濾波器與鋰電池組之間進一步串接有一保險絲。
  6. 如請求項5所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該整流器係一橋式整流器。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該濾波器係一T-π型濾波器，其包含有相互連接的二電感器與二電容器。
  8. 如請求項1至6中任一項所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該點菸座進一步插設有一USB電源轉換器，該USB電源轉換器包含有一電壓轉換單元以及二與電壓轉換單元連接的USB插座。
  9. 如請求項7所述之自行車之輪鼓發電、充電、儲電及供電系統，該點菸座進一步插設有一USB電源轉換器，該 USB電源轉換器包含有一電壓轉換單元以及二與電壓轉換單元連接的USB插座。
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