氣電混合動力自行車的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于交通運輸工具【技術領域】，特別涉及一種氣電混合動力自行車。該氣電混合動力自行車包括車體，車體把手上設有控制器，其特征在于：車體設有驅動前輪的氣壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)包括儲氣罐、電磁開關閥、流量閥、氣馬達、皮帶輪和離合器，儲氣罐上設有氣罐出氣口和氣罐進氣口，氣罐出氣口通過氣管連接電磁開關閥，電磁開關閥連接穩(wěn)壓箱，穩(wěn)壓箱通過氣管與流量閥連接，流量閥的旋鈕連接車體的氣調速把手，流量閥通過氣管連接氣馬達，氣馬達輸出軸連接車體的鏈輪，鏈輪通過鏈驅動安裝在車體前輪只能單向傳遞力矩的飛輪上。解決了普通助力車動力不足的現(xiàn)象，提供了更大的助力且有效實現(xiàn)了制動能量的回收；造價成本低，便于推廣應用。
【專利說明】氣電混合動力自行車
[0001](一)

【技術領域】
[0002]本實用新型涉及一種氣電混合動力自行車，屬于交通運輸工具【技術領域】。
[0003](二)

【背景技術】
[0004]為了騎行省力，很多人發(fā)明了各種形式的助力自行車，如市面上常見的電動助力自行車，主要依靠輪轂電機驅動后輪實現(xiàn)助力，能量來源于電池；也有利用氣壓能作為動力源的，如中國專利200610032489.6《氣動自行車》，其原理是利用杠桿壓縮裝置將氣體壓縮，騎行過程中用腳踩動踏板，通過鏈傳動帶動飛輪旋轉，飛輪通過曲軸帶動齒輪轉動，然后通過一系列杠桿作用帶動活塞上下運動產生氣壓儲存在壓縮機內，待壓縮機內氣壓升高到一定程度后，利用壓縮氣體驅動氣動機，氣動機通過鏈傳動驅動自行車，實現(xiàn)氣驅動自行車。自行車前行的動力最終還是來源于人踩踏板的力，自行車在下坡路段因為剎車會消耗掉大量的動能和勢能，而這些能量卻轉化成了摩擦熱能而排放到空氣中，有必要將這些能量轉化成另一種能量形式，再將這些能量用以驅動自行車，讓自行車更加輕便、舒適。因此，中國專利201110287274.X《一種新型氣動助力自行車》發(fā)明一種能夠回收制動能量的新型自行車。在自行車下坡路段時控制手柄調節(jié)控制線，使車輪動力通過轉向轉換器驅動氣馬達，氣馬達壓縮氣體并進行存儲，實現(xiàn)制動能量的回收。需要氣壓驅動時再調節(jié)手柄，使氣壓能驅動馬達，馬達再通過一系列齒輪傳動驅動自行車，這種結構需要較多齒輪，機械結構比較復雜。
[0005]但是這些方式都是單一動力助力模式，不能提供更大的助力動力，在自行車剛起步或者上大坡時還需要人力來騎行自行車，費時費力不方便。
[0006](三)


【發(fā)明內容】

[0007]本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種結構簡單，使用方便且實現(xiàn)單輪或雙輪驅動并利用氣壓系統(tǒng)實現(xiàn)制動能量的回收，同時實現(xiàn)前輪制動、輪胎充氣的氣電混合動力自行車。
[0008]本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0009]一種氣電混合動力自行車，包括車體，車體把手上設有控制器，其特征在于:所述的車體設有驅動前輪的氣壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)包括儲氣罐、電磁開關閥、流量閥、氣馬達、皮帶輪和離合器，所述的儲氣罐上設有氣罐出氣口和氣罐進氣口，氣罐出氣口通過氣管連接電磁開關閥，電磁開關閥連接穩(wěn)壓箱，穩(wěn)壓箱通過氣管與流量閥連接，流量閥的旋鈕連接車體的氣調速把手，流量閥通過氣管連接氣馬達，氣馬達輸出軸連接車體的鏈輪，所述的鏈輪通過鏈驅動安裝在車體前輪只能單向傳遞力矩的飛輪上，鏈輪的直徑小于飛輪的直徑。
[0010]其中:
[0011]所述的車體前輪一側設有皮帶輪A，皮帶輪A通過皮帶連接皮帶輪B，車體前車架上固定有氣泵，皮帶輪B與氣泵的輸入軸通過離合器連接，控制器使得當車輛正常行駛時離合器分離，氣泵將不會壓縮氣體，氣泵與儲氣罐通過氣管連接，氣管上設有三通閥，三通閥一端連接氣泵、一端連接儲氣罐、一端連接出氣管，出氣管連接有常開式流量閥，常開式流量閥固定在車體左側車把上，并有一個手柄式流量調節(jié)開關(制動手柄)。
[0012]所述的儲氣罐設置在車體座位下方，蓄電池布置在踏板下方，儲氣罐上設有壓力表和限壓閥，壓力表用于顯示儲氣罐內氣體壓力，限壓閥在儲氣罐內壓力高于設定值時進行泄氣，防止儲氣罐內氣體壓力過高。
[0013]所述的儲氣罐上設置進排氣口，利用輪胎充氣裝置連接進排氣口，當胎壓較低時可以利用儲氣罐內氣體給車胎充氣，車體配有輪胎充氣裝置和儲氣罐充氣裝置，輪胎充氣裝置和儲氣罐充氣裝置包括氣口連接裝置、單向閥、壓力表和充氣嘴，氣口連接裝置用于與儲氣罐進排氣口相連接；單向閥防止氣流從輪胎流入儲氣罐；壓力表用于觀察車胎充氣壓力；充氣嘴連接車胎充氣口，輪胎充氣裝置達到車胎充氣標準后停止充氣，氣罐出氣口外側連接單向閥，防止氣體從輪胎流向儲氣罐。
[0014]所述的儲氣罐內設置壓力傳感器，壓力傳感器與控制電路連接實時監(jiān)測儲氣罐內氣體壓力，在自行車使用過程中應優(yōu)先利用氣壓能，因為在行駛過程中可以回收制動能量，以氣壓能的形式存儲于氣罐中。
[0015]所述的常開式流量閥連接車體的制動手柄，通過按壓制動手柄可以控制常開式流量閥閥芯的位置，以調節(jié)通過常開式流量閥的氣體量。
[0016]本實用新型的有益效果是:結構簡單，使用方便；解決了普通助力車動力不足的現(xiàn)象，提供了更大的助力且有效實現(xiàn)了制動能量的回收；造價成本低，便于推廣應用。
[0017](四)

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0019]附圖1為本實用新型前視圖；
[0020]附圖2為本實用新型外觀示意圖；
[0021]附圖3為制動手柄連接原理圖；
[0022]附圖4為輪胎充氣裝置結構示意圖；
[0023]附圖5為儲氣罐充氣裝置結構示意圖；
[0024]附圖6為本實用新型控制器流程圖。
[0025]圖中:1、車體；2、儲氣罐；3、電磁開關閥；4、常開式流量閥；5、氣馬達；6、氣罐出氣口 ；7、氣罐進氣口 ；8、氣管；9、穩(wěn)壓箱；10、氣調速把手；11、鏈輪；12、飛輪；13、皮帶輪A ;14、皮帶；15、皮帶輪B ;16、氣泵；17、三通閥；18、流量閥；19、壓力表；20、限壓閥；21、進排氣口 ；22、壓力傳感器；23、氣口連接裝置；24、單向閥；25、充氣嘴；26、制動手柄；27、控制器；28、離合器；29、閥芯；30、電調速把手。

【具體實施方式】
[0026]附圖為本實用新型的具體實施例。
[0027]如圖1和圖2所示的本實用新型氣電混合動力自行車，包括車體1，車體I把手上設有控制器27，所述的車體I設有驅動前輪的氣壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)包括儲氣罐2、電磁開關閥3、流量閥18、氣馬達5、皮帶輪和離合器28，所述的儲氣罐2上設有氣罐出氣口 6和氣罐進氣口 7，氣罐出氣口 6通過氣管8連接電磁開關閥3，電磁開關閥3連接穩(wěn)壓箱9，穩(wěn)壓箱9通過氣管8與流量閥18連接，流量閥18的旋鈕連接車體的氣調速把手10，流量閥18通過氣管8連接氣馬達5，氣馬達5輸出軸連接車體I的鏈輪11，所述的鏈輪11通過鏈驅動安裝在車體I前輪只能單向傳遞力矩的飛輪12上，鏈輪11的直徑小于飛輪12的直徑，車體I前輪一側設有皮帶輪A13，皮帶輪A13通過皮帶14連接皮帶輪B15，車體I前車架上固定有氣泵16，皮帶輪B15與氣泵16的輸入軸通過離合器28連接，控制器27使得當車輛正常行駛時離合器28分離，氣泵16將不會壓縮氣體，氣泵16與儲氣罐2通過氣管8連接，氣管8上設有三通閥17，三通閥17 —端連接氣泵16、一端連接儲氣罐2、一端連接出氣管，出氣管連接有常開式流量閥4，常開式流量閥4固定在車體I左側車把上，并有一個手柄式流量調節(jié)開關(制動手柄26)。
[0028]如圖3所示，所述的常開式流量閥4連接車體I的制動手柄26，通過按壓制動手柄26可以控制閥芯29在常開式流量閥4內的位置。
[0029]如圖4、圖5所示，輪胎充氣裝置和儲氣罐充氣裝置包括氣口連接裝置23、單向閥24、壓力表19、充氣嘴25，氣口連接裝置23用于與儲氣罐2進排氣口 21相連接；壓力表19用于觀察車胎充氣壓力；充氣嘴25連接車胎充氣口，達到車胎充氣標準后停止充氣，輪胎充氣裝置上設有單向閥24，防止氣體從輪胎流向儲氣罐2。當儲氣罐2內氣壓不足時，可以利用氣罐充氣裝置的接氣口連接壓縮機，氣口連接裝置23連接氣罐的進排氣口 21給儲氣罐充氣，當達到儲氣罐2壓力標準后停止充氣，氣罐充氣裝置上設有單向閥24，防止氣體從儲氣罐2流向壓縮機。
[0030]如圖6所示本實用新型控制器27實時監(jiān)測儲氣罐2內的氣壓P、制動手柄26狀態(tài)，當判斷制動手柄26有輸入時，這時要關閉電磁開關閥3，閉合離合器28，這時的自行車處于制動狀態(tài)，制動能量回收系統(tǒng)開始工作；在制動手柄26沒有輸入時，控制器27控制尚合器28分離，電磁開關閥3打開，當檢測到P>P2時，控制器27顯示屏中綠燈亮，代表氣壓能量很充足，用戶可以放心使用氣壓能；當Pl < P < P2時，控制器27中橙燈亮，代表氣壓能量基本滿足使用的條件，用戶可以選擇使用；當P〈P1時，控制器27中紅燈亮，警告用戶氣壓能量較少，為了保證制動效果，不應繼續(xù)使用；根據(jù)左右車把不同的組合方式，使自行車處于四種不同的模式，即制動能量回收模式、電能驅動模式、氣壓能驅動模式和氣、電混合驅動模式，使用者可以根據(jù)氣壓能和電能的在控制器上的顯示狀況，來自行決定不同的使用模式。
[0031]I)氣、電混合驅動模式
[0032]氣、電混合驅動模式可以讓自行車獲得更大的驅動力矩，讓自行車更快的行駛，尤其在上坡或者起步過程中使用效果更佳，自行車處于混合驅動狀態(tài)時，前輪利用氣壓驅動，后輪使用電能驅動，此時，驅動車輛行駛的能量分配情況由用戶氣、電調速把手輸入大小來決定，用戶應優(yōu)先使用氣壓能驅動，減少電能的浪費，增加自行車的行駛里程。
[0033]2)電能驅動模式
[0034]用戶應根據(jù)控制器顯示屏中氣壓能的大小來使用不同的加速手柄，當氣壓能P值小于Pl時，顯示屏內紅燈亮，用戶只能使用電能，這時只有電能把手有輸入，氣壓能把手沒有輸入，車輛就會處于電能驅動模式。
[0035]3)氣壓能驅動模式
[0036]當顯示屏中氣壓能的能量充足即P>P2時，顯示屏中綠燈亮，用戶應該完全使用氣壓能；當橙色燈亮時，代表氣壓能P值在Pl與P2之間，為避免驅動模式的頻繁切換，用戶應根據(jù)實際情況使用氣壓能；如果氣壓從大于P2降低到Pl與P2之間，則可以繼續(xù)使用，如果氣壓從小于Pl升高到P2則不應立即使用。
[0037]4)制動能量回收模式
[0038]當檢測制動手柄26有輸入時，控制器27控制離合器28連接，此時在制動能量回收模式下，皮帶輪B15與氣泵16的輸入軸用離合器28連接(其中皮帶輪B15的直徑要大于皮帶輪A13，以實現(xiàn)降速增扭的效果)，常開式流量閥4在制動把手26的作用下逐漸關閉，氣管8壓力逐漸升高,氣泵16負載逐漸增大,產生制動力矩,從而限制車輪滾動,使自行車產生制動力，當三通閥17內壓力高于儲氣罐2內壓力時，氣體就會經(jīng)單向閥24、氣管8流向儲氣罐2，實現(xiàn)制動能量回收。
【權利要求】
1.一種氣電混合動力自行車，包括車體(1)，車體(I)把手上設有控制器(27)，其特征在于:所述的車體(I)設有驅動前輪的氣壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)包括儲氣罐(2)、電磁開關閥(3)、流量閥(18)、氣馬達(5)、皮帶輪和離合器(28)，所述的儲氣罐(2)上設有氣罐出氣口(6)和氣罐進氣口(7)，氣罐出氣口(6)通過氣管(8)連接電磁開關閥(3)，電磁開關閥(3)連接穩(wěn)壓箱(9)，穩(wěn)壓箱(9)通過氣管(8)與流量閥(18)連接，流量閥(18)的旋鈕連接車體Cl)的氣調速把手(10)，流量閥(18)通過氣管(8)連接氣馬達(5)，氣馬達(5)輸出軸連接車體(I)的鏈輪(11 )，所述的鏈輪(11)通過鏈驅動安裝在車體(I)前輪只能單向傳遞力矩的飛輪(12)上，鏈輪(11)的直徑小于飛輪(12)的直徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的車體(I)前輪一側設有皮帶輪A (13)，皮帶輪A (13)通過皮帶(14)連接皮帶輪B (15)，車體(I)前車架上固定有氣泵(16)，皮帶輪B (15)與氣泵(16)的輸入軸通過離合器(28)連接，氣泵(16)與儲氣罐(2)通過氣管(8)連接，氣管(8)上設有三通閥(17)，三通閥(17)—端連接氣泵(16)、一端連接儲氣罐(2)、一端連接出氣管，出氣管連接有常開式流量閥(4)。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的儲氣罐(2)設置在車體(I)座位下方，蓄電池布置在踏板下方，儲氣罐(2 )上設有壓力表(19 )和限壓閥(20 )。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的儲氣罐(2)上設置進排氣口(21)，利用輪胎充氣裝置連接進排氣口(21)，當胎壓較低時可以利用儲氣罐(2)內氣體給車胎充氣。
5.根據(jù)權利要求1所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的儲氣罐(2)內設置壓力傳感器(22)，壓力傳感器(22)與控制電路連接隨時監(jiān)測儲氣罐(2)內氣體壓力。
6.根據(jù)權利要求1所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的車體(I)配有輪胎充氣裝置和儲氣罐充氣裝置，輪胎充氣裝置和儲氣罐充氣裝置包括氣口連接裝置(23)、單向閥(24)、壓力表(19)和充氣嘴(25)。
7.根據(jù)權利要求2所述的氣電混合動力自行車，其特征在于所述的常開式流量閥(4)連接車體(I)的制動手柄(26)，常開式流量閥(4)與制動手柄(26)之間設有閥芯(29)。
【文檔編號】B62M23/02GK204056190SQ201420507800
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】李春玲, 路玉峰, 馮曉志 申請人:齊魯工業(yè)大學