專利名稱：風(fēng)力電動自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域人類要求環(huán)保意識越來越強(qiáng)烈，厭惡汽車的廢氣和噪音污染，同時因市內(nèi)交通堵塞、停車無位、大城市的交通問題越來越多。進(jìn)入90年代后，許多發(fā)達(dá)國家又出現(xiàn)了騎自行車的熱潮。自行車雖有靈活方便、不污染環(huán)境、停車簡單、能減輕城市中心交通壓力，但是，以自行車代替汽車上下班畢竟有許多局限，存在著活動半徑小，車速太慢，靠人力驅(qū)動，距離長點(diǎn)太費(fèi)力等明顯弱點(diǎn)。
為了解決這個問題，推出了汽油發(fā)動機(jī)助力車，由于發(fā)動機(jī)燃燒不充分，這種助力車排污甚至超過小汽車。為此，近年來，歐美國家開始發(fā)展電動助力車，雖然，電動助力車克服了污染和噪音，有著無可此擬的優(yōu)點(diǎn)，但是，和電動汽車一樣，當(dāng)前蓄電池的高效率，長壽命和低成本這些關(guān)鍵技術(shù)問題還沒有解決，行駛里程短、充電時間長，特別在我國充電很不方便，又是一大缺陷。
本發(fā)明的目的是提供一種既可以像普通自行車一樣騎行，又可以借助風(fēng)力助動，還可以利用自行車和風(fēng)力發(fā)電向蓄電池充電，由電動機(jī)驅(qū)動的風(fēng)力電動自行車，以解決既不污染環(huán)境，又不需要經(jīng)常外接電源來給蓄電池充電的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在自行車橫梁的上方安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動桿及車把前方的風(fēng)能葉片，橫梁上和下方固定風(fēng)力發(fā)電機(jī)變速器及發(fā)電機(jī)和電動機(jī)，通過鏈條把中間齒輪與自行車大鏈輪相連。自行車行駛時，風(fēng)力使風(fēng)能葉片轉(zhuǎn)動并把力通過傳動桿傳給變速器，提高轉(zhuǎn)速后，使發(fā)電機(jī)發(fā)電給蓄電池充電。也能停駛后登動腳踏子給蓄電池充電。
使用時，讓風(fēng)力傳動桿與變速器脫離，開動電動開關(guān)，換電動檔，讓電動機(jī)傳動齒輪再傳動自行車大鏈輪帶動后輪軸上小鏈輪，自行車就會向前行駛。
本發(fā)明同現(xiàn)有的助力車相比，沒有汽油機(jī)助力車的廢氣污染和噪聲，也沒有電動助力車需要經(jīng)常用充電機(jī)外接電源充電的麻煩，解決了行駛里程短，在外面充電很不方便的難題，且節(jié)省了充電費(fèi)用，還可以騎行、風(fēng)力、電動三力合用，使騎自行車真正成為一種方便、省心、省力、輕快的交通工具或休閑娛樂鍛煉身體的器械。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例祥細(xì)說明。在這些實(shí)施例中，首先考慮盡量減輕自行車重量，在保證安全的情況下，可以根據(jù)不同消費(fèi)水平選用不同材質(zhì)制造，采用不同種類蓄電池來滿足不同消費(fèi)層次的需求。電機(jī)根據(jù)線圈和磁場的相對運(yùn)動產(chǎn)生感生電動勢，可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，也可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的原理發(fā)明的專供自行車用的既可發(fā)電又能電動二合一小型電機(jī)。除實(shí)施例5和6外也可采用發(fā)電和電動分開的發(fā)電機(jī)和電動機(jī)。
實(shí)施例1風(fēng)力電動兩輪自行車。改自行車橫梁前部為托架式，在其上安裝由一對兩軸夾角為90°的直齒錐齒輪和三對加速齒輪機(jī)構(gòu)組成的小變速器(也可用三對鏈輪鏈條組成)將輸入20軸轉(zhuǎn)速加速到20倍以上；從自行車前叉套管上接一向上支承桿桿的高度離車輪300mm風(fēng)力動桿用軸承支承其上與呈水平，可以加裝導(dǎo)管保護(hù)，其前端離車把300～400mm有2-12片長度為200～250mm的風(fēng)能葉片，不使用時可轉(zhuǎn)動貼緊于風(fēng)力傳動桿，其后端通過一個離合器與變速器的輸入軸錐齒輪相連，在自行車橫梁的下方變速器的后面安裝發(fā)電電動兩用二合一電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子上小齒輪直接與變速器輸出軸齒輪嚙合，變速器中間軸上一個滑動齒輪與殼外一個鏈輪一體，通過鏈條與自行車大鏈輪相連。支撐自行車的腳架做成下面兩腳張開200～400mm，上端支承于兩邊后輪架上，蓄電池放于U形前斜梁車架中間的前下方位置的蓄電池箱內(nèi)，換電池方便。自行車不騎，有3級以上風(fēng)時將車頭迎風(fēng)停放，打開風(fēng)能葉片固定，變速器撥到發(fā)電檔，接通電流開關(guān)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)就會自行發(fā)電通過調(diào)節(jié)器向蓄電池充電。下坡、順風(fēng)或風(fēng)力很小騎行車，把風(fēng)能葉片收起來，撥動變速器中間軸上齒按使其與自行車大鏈輪接合，通過自行車大鏈輪傳動發(fā)電機(jī)向蓄電池充電。蓄電池電源不足時，停下車支起后輪，掛上大鏈輪檔，登動腳踏子，就能給蓄電池充電；休閑或娛樂及鍛煉身體時，用相同辦法也可給蓄電池充電。用腳架把后輪支起，同時也把中間軸上風(fēng)能葉片和電機(jī)的兩傳動齒輪與自行車大鏈輪接合，可作為健身器材使用。
需要電動行駛時，收起風(fēng)能葉片，把中間軸上風(fēng)力變速檔脫掉，掛上中間軸電動檔上與自行車大鏈輪接合，開啟電動開關(guān)，自行車就會在電動機(jī)驅(qū)動下快速行駛，最高時速限制在30公里以內(nèi)。當(dāng)上坡或頂大風(fēng)時，可把風(fēng)能葉片打開，再撥動中間軸風(fēng)動檔也與大鏈輪相接，同時用腳登動腳踏子，三力合用可使自行車快速行駛。
實(shí)施例2風(fēng)力電動三輪自行車。在三輪車車廂前部邊緣外側(cè)中間，固定伸出一根離地1500～2500mm內(nèi)有圓孔、可以沿固定向前方的軌道伸縮的多級風(fēng)力傳動桿支承導(dǎo)管，向上可以抽出，一節(jié)一節(jié)鎖緊，最高可達(dá)10多米。導(dǎo)管的最下端軸承座上有單列圓錐滾子軸承，最上節(jié)管的頂端有口向前方的小齒輪箱，風(fēng)力傳動桿支承導(dǎo)管內(nèi)裝有相同節(jié)數(shù)和固定方向軌道的風(fēng)力傳動桿，頂端一對小直齒錐齒輪用軸承固定在風(fēng)力傳動桿支承導(dǎo)管頂端齒輪箱內(nèi)，水平向前伸出的齒輪軸端頭固定安裝有可以張開鎖緊，又可放下緊貼導(dǎo)管的長度為300～500mm2～20片的風(fēng)能葉片，風(fēng)力傳動桿最下端有傳動爪，穿過風(fēng)力傳動桿導(dǎo)管底座軸承與變速器輸入軸端頭的傳動爪相匹配連接；變速器固定在車廂前中間下方的車架上，變速器輸入軸與其它軸垂直90°，有傳動撲的軸頭伸出變速器殼體外，另一端頭有直齒錐齒輪，與變速器內(nèi)輸入軸上直齒錐齒輪常嚙，經(jīng)過變速器內(nèi)五對齒輪變速后，把風(fēng)力傳動桿轉(zhuǎn)速增加到50倍以上，傳動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以每分鐘3000轉(zhuǎn)以上轉(zhuǎn)速發(fā)電，經(jīng)過調(diào)節(jié)器使電壓穩(wěn)定向蓄電池充電，同時防止發(fā)電機(jī)不發(fā)電時，蓄電池向發(fā)電機(jī)放電。根據(jù)車的不同使用情況電池可多可少，置放于車廂下面兩邊的車架上。變速器中間軸向自行車大鏈輪一側(cè)伸出變速器殼外，其上裝有一大一小兩個滑動鏈輪，大鏈輪用鏈條與后車輪軸上的小鏈輪相連，小鏈輪用鏈條與中軸上的腳踏大鏈輪相連，兩個小鏈輪上都有棘齒，當(dāng)?shù)莿犹溳嗈D(zhuǎn)動時，傳動變速器中間軸上大小鏈輪在其上滑動轉(zhuǎn)動，帶動后輪轉(zhuǎn)動，自行車向前行駛。當(dāng)需要用電動快速行駛時，就將變速器中間軸上齒輪與輔入軸齒輪脫離，另與其上的大小滑動鏈輪結(jié)合，把開關(guān)撥到電動位置，蓄電池就會使電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過變速齒輪傳動中間軸上大鏈輪轉(zhuǎn)動(其上的小鏈輪在棘齒的作用下不會轉(zhuǎn)動)，帶動后軸小鏈輪和后輪轉(zhuǎn)動，三輪自行車快速行駛。
白天較長時間停駛和晚上停駛時，讓車頭迎風(fēng)停放，用像汽車手制動的裝置剎穩(wěn)車，換上發(fā)電變速檔，把風(fēng)能葉片張開后鎖緊，向上抽出風(fēng)力傳動桿支承導(dǎo)管，風(fēng)力傳動桿也隨之抽出，根據(jù)風(fēng)力大小調(diào)到一定高度鎖緊，把開關(guān)撥到發(fā)電位置，發(fā)電機(jī)就會自行給蓄電池充電。掛上變速器與中間軸上大小鏈輪檔，也能腳登發(fā)電給蓄電池充電。
在常年風(fēng)小的地區(qū)可多做幾組風(fēng)能葉片，組成風(fēng)能群動能，同時驅(qū)動變速器輸入軸，以增加傳動力。
實(shí)施例3風(fēng)力電動四輪自行車。在實(shí)施例2風(fēng)力電動三輪車的基礎(chǔ)上改前輪為雙輪，仿照汽車加上簡易的“十”字轉(zhuǎn)向節(jié)、橫直拉桿、轉(zhuǎn)向機(jī)和方向盤、及防曬防雨逢、照明設(shè)施、喇叭、電流電壓表、制動、彈簧和減震器、坐椅、行里廂或貨廂等，就改裝成一輛風(fēng)力電動四輪自行車。
這種三輪、四輪自行車很適合我國西北、華北和沿河沿湖及海邊常年多風(fēng)地區(qū)載客載貨使用，是一種利用風(fēng)能很經(jīng)濟(jì)無污染的交通工具。
實(shí)施例4風(fēng)力太陽能電動三輪四輪自行車。在實(shí)施例2和3三輪和四輪自行車基礎(chǔ)上，只要把遮陽防雨頂蓬換成太陽能蓄電池板代替，將半導(dǎo)體PN板兩側(cè)電路通過調(diào)節(jié)器調(diào)壓(同時防止蓄電池電流返流)后，向蓄電池充電，也可直接連接電動機(jī)供電驅(qū)動行駛。
實(shí)施例5汽油電動自行車。在常年風(fēng)力小的地區(qū)，可用小型高速汽油機(jī)來代替風(fēng)力作動力驅(qū)動發(fā)電機(jī)給蓄電池電。其改動是在實(shí)施例1～3中，取消風(fēng)力傳遞機(jī)構(gòu)和變速裝置，在二輪自行車的后斜梁下部、三輪四輪自行車后車架上安裝1KW(千瓦)以下、轉(zhuǎn)速每分鐘6000以上的小型單缸二沖程汽油機(jī)和發(fā)電機(jī)，其曲軸與轉(zhuǎn)子直接連接。發(fā)電和電動二合一電機(jī)及減速器安裝在二輪車的中軸佇量與中軸成為一體，減速器的輸出軸就是自行車中軸、再把后輪軸上的小鏈輪中的棘齒移植到中軸與大鏈輪之間，能使中軸對大鏈輪作超越運(yùn)動。三輪四輪自行車二合一電機(jī)和減速器安裝在車架后方，減速器輸出軸齒輪與后輪軸上小鏈棘輪旁邊的固定齒輪常嚙。
用腳登動騎行自行車、中軸在減速器內(nèi)軸承上空轉(zhuǎn)，也可掛上檔讓齒輪轉(zhuǎn)動電機(jī)發(fā)電向池蓄電池充電。當(dāng)需要用電動機(jī)驅(qū)動時，撥動電動開關(guān)，電動機(jī)就驅(qū)動自行向前行駛，此時中軸(雙輪)和后輪軸(三輪四輪)在棘齒的作用下會從大鏈輪和小鏈輪中滑過，大鏈輪和小鏈輪不會轉(zhuǎn)動。當(dāng)關(guān)掉電機(jī)滑行或下坡時，車輪繼續(xù)向前滾動，就會傳動電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電動機(jī)會自行車轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)向蓄電池充電；在任何情況下，當(dāng)蓄電池電力不足時，發(fā)動機(jī)都會自動啟動帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電向蓄電池補(bǔ)充電源。
隨著科學(xué)的發(fā)展，研究出高效、輕量、儲能大的蓄電池后，取消發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)，這種兩輪、三輪、四輪汽油電動自行車就變成自身發(fā)電電動自行車。
實(shí)施例6汽油電動摩托車。改變實(shí)施例5中的變速器結(jié)構(gòu)，增加幾個傳動比，改變身架和車身結(jié)構(gòu)，使其具有高速下的堅固性、安全性、穩(wěn)定性、靈活性、操作性、舒適性等，可改裝成二輪、三輪、四輪各式摩托車。
權(quán)利要求
1.風(fēng)力電動二輪自行車，是在普通二輪自行車基礎(chǔ)上，將三角車架兩科梁改成前科梁稍向前傾斜的“U”形，橫梁前部做成可以安裝固定小變速器和發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，利用風(fēng)能發(fā)電機(jī)原理將能迎風(fēng)轉(zhuǎn)動的風(fēng)能葉片安裝在風(fēng)力傳動桿上，用軸承支承于自行車車把前面的前叉導(dǎo)管上，風(fēng)力傳動桿水平伸向車架橫梁上方與變速器輸入軸的直齒錐齒輪相連，經(jīng)過一對直齒錐齒輪將力改變方向再通過變速器齒輪提高轉(zhuǎn)速后，由輸出軸傳給固定在車架上變速器后的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子讓其發(fā)電，電流通過調(diào)節(jié)器后使穩(wěn)定電壓向蓄電池充電；變速器中間軸伸出殼外裝有滑動鏈輪，用鏈條與自行車中軸上的腳登大鏈輪相連，其特征在于自行車專用的發(fā)電和電動的二合一小型電機(jī)，是按照線圈和磁場的相對運(yùn)動產(chǎn)生感生電動勢，可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，也可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的原理研制的，發(fā)電機(jī)既可風(fēng)力驅(qū)動，又可人力驅(qū)動，既可利用騎行前進(jìn)產(chǎn)生的風(fēng)力發(fā)電，又可停駛后利用自然風(fēng)發(fā)電；既可登動腳踏子驅(qū)動自行車行駛，同時掛檔傳動變速器增速后使發(fā)電機(jī)發(fā)電，又可停駛后把后輪支離地面，掛上變速檔，登動腳踏子，使大鏈輪傳動變速器和發(fā)電機(jī)，向蓄電池充電；并且蓄電池又能向發(fā)電機(jī)供電，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電動機(jī)，傳動變速器齒輪降速后，帶動鏈條鏈輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動自行車行駛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力電動二輪自行車，改裝的風(fēng)力電動三輪自行車，其特征在于將風(fēng)力傳動桿支承導(dǎo)管底座豎直固定在變速器上方的車廂前面中間邊上，上有多級伸縮管，管內(nèi)有相同節(jié)數(shù)的風(fēng)力傳動桿，可以隨同導(dǎo)管升高降低，桿的頂端有一對直齒錐齒輪，水平直齒錐齒輪軸上固定風(fēng)能葉片，在風(fēng)力的作用下能帶動整個傳動桿在導(dǎo)管內(nèi)的軸承上轉(zhuǎn)動，把力傳給變速器，伸出變速器殼外中間軸上，有一大一小的滑動鏈輪，其大鏈輪與后輪軸上的小棘齒鏈輪用鏈條相連，小鏈輪與自行車中軸上的腳登大鏈輪用鏈條相連，蓄電池置于車廂下面兩邊的車架上，車頂上加裝車篷遮陽防雨，可作載客運(yùn)貨用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述風(fēng)力電動二輪、三輪自行車，改裝的四輪自行車，其特征在于將前后輪都改成雙輪，加簡易的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和彈簧、減震器、制動、座椅、前照燈、電流電壓表、防曬防雨車篷等，作客運(yùn)或家庭用車廂前還可設(shè)行里倉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的二輪、三輪、四輪自行車、改裝的風(fēng)力太陽能電動三輪、四輪自行車，其特征在于將風(fēng)力電動三輪自行車和風(fēng)力電動四輪自行車的車頂篷換成太陽能蓄電池板，將半導(dǎo)體PN結(jié)兩側(cè)電路通過調(diào)節(jié)器調(diào)壓(同時防止蓄電池電流返流)后，向蓄電池充電，常年風(fēng)力小的地區(qū)，可只裝太陽能電池板、PN結(jié)的兩端加電極和電動機(jī)，就是太陽能電動三輪四輪自行車。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的風(fēng)力電動自行車，分別用發(fā)電機(jī)和電動機(jī)來代替發(fā)電電機(jī)的二合一電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的風(fēng)力電動自行車，取消風(fēng)力傳遞機(jī)構(gòu)和變速裝置，用一臺小型高速汽油機(jī)代替風(fēng)力作動力驅(qū)動發(fā)電機(jī)向蓄電池供電的汽油電動自行車，其特征在于汽油機(jī)曲軸直接與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，發(fā)動機(jī)專門用來帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；將發(fā)電電動二合一電機(jī)和減速器安裝在二輪自行車的中軸位置，減速器輸出軸就是自行車中軸，將后輪軸上的小鏈輪中的棘輪移到中軸與大鏈輪之間把大鏈輪和中軸連為一體；三輪四輪自行車二合一電機(jī)和減速器安裝在車架后方，讓減速器輸出軸的齒輪與后輪軸上小棘齒鏈輪旁邊的固定齒輪常嚙；用腳登動腳踏子自行車向前行駛，掛上檔可以發(fā)電充電；打開電機(jī)開關(guān)電動機(jī)就驅(qū)動二輪自行車中軸和三輪四輪自行車后輪軸轉(zhuǎn)動，傳動自行車向前行駛，當(dāng)下坡或滑行時，關(guān)掉電機(jī)開關(guān)，接通發(fā)電開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)向蓄電池充電；當(dāng)蓄電池電力不足時，發(fā)動機(jī)會自動啟動傳動發(fā)電機(jī)向蓄電池補(bǔ)充電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽油電動自行車，取消汽油機(jī)和發(fā)電機(jī)，即是二輪、三輪、四輪自身發(fā)電電動自行車。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽油電動自行車改裝的二輪、三輪、四輪摩托車。
全文摘要
本發(fā)明是由風(fēng)力和人力作動力的發(fā)電機(jī)向蓄電池充電,發(fā)電機(jī)又可用蓄電池供電轉(zhuǎn)換成電動機(jī)驅(qū)動二輪、三輪、四輪的風(fēng)力電動自行車。它不用汽油機(jī)作動力,沒有環(huán)境污染;它不需要經(jīng)常外接電源給蓄電池充電,解決了電動車行駛里程短、充電很不方便的問題。它是一種不堵塞交通、又停車簡單、不占地方,省心、省力、輕快、方便,既保護(hù)環(huán)境,又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的交通運(yùn)輸工具。
文檔編號F03D9/00GK1184204SQ9712588
公開日1998年6月10日 申請日期1997年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者黃昌友 申請人:黃昌友