本發(fā)明屬于自行車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自行車警示燈。

背景技術(shù)：

隨著民眾環(huán)保及運(yùn)動(dòng)健身意識(shí)的提高，騎自行車出行及鍛煉身體又重新成為一種時(shí)尚。然而，現(xiàn)在城市中機(jī)動(dòng)車較多且無自行車專用道，騎行者在夜間行車存在一定的安全隱患。為引起機(jī)動(dòng)車駕駛員及其他騎行者的注意、減少或避免意外事故對(duì)騎行者造成傷害，越來越多的自行車警示產(chǎn)品相繼問世，如反光片、警示燈等；其中警示燈的警示效果較好，但需要化學(xué)電池供電，因電池電量有限且存在自然損耗等問題需經(jīng)常更換。這不僅給騎行者造成了較大的麻煩、增加了使用成本，更關(guān)鍵是電池沒電且未及時(shí)更換時(shí)起不到必要的警示作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有自行車警示產(chǎn)品使用中所存在的問題，本發(fā)明提出一種自行車警示燈。本發(fā)明的實(shí)施方案是：自行車輪的軸套經(jīng)過盈配合套在轉(zhuǎn)盤內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)盤一側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)盤沉腔、另一側(cè)設(shè)有環(huán)形滑道，轉(zhuǎn)盤沉腔經(jīng)轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔與滑道連通；轉(zhuǎn)盤上開有滑道的一側(cè)經(jīng)螺釘裝有側(cè)板；側(cè)板上設(shè)有側(cè)板沉腔和側(cè)板導(dǎo)孔；轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔和側(cè)板導(dǎo)孔靠近滑道一側(cè)的出口為球面；轉(zhuǎn)盤沉腔和側(cè)板沉腔內(nèi)都經(jīng)螺釘和端蓋安裝有壓電振子，轉(zhuǎn)盤及側(cè)板上安裝的壓電振子的數(shù)量相等且相對(duì)滑道對(duì)稱安裝；壓電振子由金屬基板和壓電晶片粘接而成，壓電晶片靠近滑道安裝；壓電振子通過導(dǎo)線與鑲嵌在端蓋上的LED燈相連；壓電振子中心處安裝有彈墊，彈墊置于轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔內(nèi)或側(cè)板導(dǎo)孔內(nèi)，轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔及側(cè)板導(dǎo)孔內(nèi)安裝有擠壓滾珠，擠壓滾珠輕壓在彈墊上；滑道內(nèi)放置有圓柱形或球形的激勵(lì)器，圓柱形激勵(lì)器兩端設(shè)有切入倒角；激勵(lì)器一側(cè)的壓電振子的數(shù)量及激勵(lì)器數(shù)量都大于1時(shí)，兩相鄰的激勵(lì)器中心與轉(zhuǎn)盤中心連線間的夾角與兩個(gè)相鄰壓電振子中心與轉(zhuǎn)盤中心連線間的夾角之間不能互為整數(shù)倍，以減小各激勵(lì)器所受的沿滑道運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。

本發(fā)明中，為提高壓電振子發(fā)電能力，金屬基板為0.2mm厚的鈹青銅、壓電晶片為0.3mm厚的PZT4；金屬基板有效半徑Rm給定時(shí)，合理的壓電晶片半徑Rp由壓電振子能量計(jì)算式的導(dǎo)數(shù)求得，即由求得，式中δ為激勵(lì)器對(duì)壓電振子的最大壓縮量，K為壓電振子d的剛度，且有

工作過程中，軸套隨自行車輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤、側(cè)板、壓電振子及擠壓滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激勵(lì)器在其慣性力的作用下處于滑道底部，從而使擠壓滾珠和激勵(lì)器產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電振子及擠壓滾珠轉(zhuǎn)至與激勵(lì)器接觸時(shí)，擠壓滾珠與激勵(lì)器相互接觸并產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，擠壓滾珠經(jīng)彈墊迫使壓電振子向遠(yuǎn)離激勵(lì)器的方向彎曲變形；當(dāng)擠壓滾珠與激勵(lì)器的中心重疊時(shí)，壓電振子變形量達(dá)最大；此后，壓電振子的變形量隨轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，擠壓滾珠與激勵(lì)器相互脫離時(shí)壓電振子d的變形量為零、即恢復(fù)到自然狀態(tài)；上述擠壓滾珠與激勵(lì)器相接觸后又脫離的過程中，壓電振子完成了一次發(fā)電過程；壓電振子產(chǎn)生的電能經(jīng)導(dǎo)線傳輸給LED燈，LED燈得到電能后發(fā)光。

優(yōu)勢(shì)與特色：1)利用慣性力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤與激勵(lì)器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并激勵(lì)壓電振子軸向彎曲變形發(fā)電，無需設(shè)置固定支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2)壓電振子結(jié)構(gòu)參數(shù)合理，發(fā)電量大、有效頻帶寬；3)壓電晶片僅承受壓應(yīng)力、可靠性高；4)所形成的自行車警示燈所需的能量自給、不需要電池、節(jié)能環(huán)保、使用方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中采用圓柱形激勵(lì)器的警示燈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中采用球形激勵(lì)器的警示燈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1的A-A剖視圖；

圖4是圖1的B-B剖視圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤與側(cè)板裝配后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5的I部放大圖；

圖7是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中發(fā)電量與壓電振子結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系圖；

圖8是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中壓電振子發(fā)電量與壓電晶片半徑的關(guān)系曲線。

具體實(shí)施方式

自行車輪的軸套b經(jīng)過盈配合套在轉(zhuǎn)盤c內(nèi)孔c4中，轉(zhuǎn)盤c一側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)盤沉腔c1、另一側(cè)設(shè)有環(huán)形滑道c3，轉(zhuǎn)盤沉腔c1經(jīng)轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔c2與滑道c3連通；轉(zhuǎn)盤c上開有滑道c3的一側(cè)經(jīng)螺釘裝有側(cè)板h；側(cè)板h上設(shè)有側(cè)板沉腔h1和側(cè)板導(dǎo)孔h2；轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔c2和側(cè)板導(dǎo)孔h2靠近滑道c3一側(cè)的出口為球面；轉(zhuǎn)盤沉腔c1和側(cè)板沉腔h1內(nèi)都經(jīng)螺釘和端蓋e安裝有壓電振子d，轉(zhuǎn)盤c及側(cè)板h上安裝的壓電振子d的數(shù)量相等且相對(duì)滑道c3對(duì)稱安裝；壓電振子d由金屬基板d1和壓電晶片d2粘接而成，壓電晶片d2靠近滑道c3安裝；壓電振子d通過導(dǎo)線與鑲嵌在端蓋e上的LED燈j相連；壓電振子d的中心處安裝有彈墊f，彈墊f置于轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔c2內(nèi)或側(cè)板導(dǎo)孔h2內(nèi)，轉(zhuǎn)盤導(dǎo)孔c2及側(cè)板導(dǎo)孔h2內(nèi)安裝有擠壓滾珠g，擠壓滾珠g輕壓在彈墊f上；滑道c3內(nèi)放置有圓柱形或球形的激勵(lì)器i或i’，圓柱形激勵(lì)器i的兩端設(shè)有切入倒角；激勵(lì)器i或i’一側(cè)的壓電振子d的數(shù)量及激勵(lì)器i或i’數(shù)量都大于1時(shí)，兩個(gè)相鄰的激勵(lì)器i或i’中心與轉(zhuǎn)盤c中心連線間的夾角Q2與兩個(gè)相鄰壓電振子d中心與轉(zhuǎn)盤c中心連線間的夾角Q1之間不能互為整數(shù)倍，以減小各激勵(lì)器i或i’所受的沿滑道c3運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。

本發(fā)明中，為提高壓電振子d的發(fā)電能力，金屬基板d1為0.2mm厚的鈹青銅、壓電晶片d2為0.3mm厚的PZT4；金屬基板d1的有效半徑R_m給定時(shí)，合理的壓電晶片d2的半徑R_p由壓電振子d的能量計(jì)算式的導(dǎo)數(shù)求得，即由求得，式中δ為激勵(lì)器i或i’使壓電振子d產(chǎn)生的最大壓縮量，K為壓電振子d的剛度，且有

工作過程中，軸套b隨自行車輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤c、側(cè)板h、壓電振子d及擠壓滾珠g轉(zhuǎn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)盤c轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激勵(lì)器i或i’在其慣性力的作用下處于滑道c3的底部，從而使擠壓滾珠g和激勵(lì)器i或i’產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓電振子d及擠壓滾珠g轉(zhuǎn)至與激勵(lì)器i或i’接觸時(shí)，擠壓滾珠g與激勵(lì)器i或i’相互接觸并產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，擠壓滾珠g經(jīng)彈墊f迫使壓電振子d向遠(yuǎn)離激勵(lì)器i或i’的方向彎曲變形；當(dāng)擠壓滾珠g與激勵(lì)器i或i’的中心重疊時(shí)，壓電振子d的變形量達(dá)到最大；此后，壓電振子d的變形量隨轉(zhuǎn)盤c的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，擠壓滾珠g與激勵(lì)器i或i’相互脫離時(shí)壓電振子d的變形量為零、即恢復(fù)到自然狀態(tài)；上述擠壓滾珠g與激勵(lì)器i或i’相接觸后又脫離的過程中，壓電振子d完成了一次發(fā)電過程；壓電振子d所產(chǎn)生的電能經(jīng)導(dǎo)線傳輸給LED燈，LED燈得到電能后發(fā)光。

顯然，本發(fā)明利用慣性力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤c與激勵(lì)器i或i’間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、并激勵(lì)壓電振子d軸向彎曲變形發(fā)電，不需要額外設(shè)定固定支撐；壓電振子d的結(jié)構(gòu)參數(shù)合理，發(fā)電量大、有效頻帶寬；壓電晶片d2僅承受壓應(yīng)力、可靠性高；所形成的自行車警示燈能量自給、不需要電池、節(jié)能環(huán)保、使用方便。