專利名稱：山地車電磁緩速及蓄能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及山地車，具體涉及一種山地車電磁緩速及蓄能裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，旅游愛好者采用山地車作為交通工具漸漸流行，山地車愛好者也越來越多。 在山地較多的地方，需要上下坡情況比較多。特別是在下坡時候，若山地車在坡度、長度較大的坡上滑行，不連續(xù)剎車的話，車的速度往往會達(dá)到很大，這時很容易引發(fā)安全事故。如果長期的捏住剎車，由于人在坡上在沿坡的方向會產(chǎn)生一個比較大的牽引力，加上現(xiàn)有車速，往往容易對現(xiàn)有山地車上的機(jī)械剎車裝置(如碟剎或橡皮剎)造成很大的機(jī)械磨損，長時間在這種狀況下，甚至?xí)p壞剎車裝置。對于喜歡長時間在外騎車旅游或露營的愛好者而言，一些通訊設(shè)備與照明裝置的電能經(jīng)常會出現(xiàn)不足，會對旅游造成一定負(fù)面影響。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種山地車電磁緩速及蓄能裝置，能有效增大電磁阻力，使山地車能以一個合理的速度下滑，從而減小現(xiàn)有機(jī)械剎車裝置的磨損和安全隱患；同時能將下滑損失的機(jī)械能有效的利用起來，轉(zhuǎn)為電能儲存利用。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案是山地車電磁緩速及蓄能裝置，包括永磁鐵片，繞組感應(yīng)裝置，繞組感應(yīng)裝置的感應(yīng)電壓輸出端連接變壓器一次側(cè)，變壓器二次側(cè)連接有橋式整流濾波電路，橋式整流濾波電路連接穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路連接有蓄電池，變壓器二次側(cè)、蓄電池連接檔位選擇電路。所述永磁鐵片為多個弧形狀鐵片，兩永磁鐵片之間設(shè)有間隔同樣大小的扇形空白區(qū)，多個永磁鐵片通過固定槽固定成一獨(dú)立安裝單元。所述繞組感應(yīng)裝置為弧形，繞組感應(yīng)裝置設(shè)有多個獨(dú)立的繞組線圈單元，繞組線圈單元與永磁鐵片形狀相同。所述多個獨(dú)立的繞組線圈單元按照相位關(guān)系正反向串聯(lián)。所述穩(wěn)壓電路連接二極管D5正極，二極管D5負(fù)極連接LED，LED連接蓄電池正極， 蓄電池負(fù)極通過穩(wěn)壓電路中的電阻R4連接三極管Ql基極。所述檔位選擇電路包括單片機(jī)U2，單片機(jī)U2連接檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3，檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3連接蓄電池。所述變壓器二次側(cè)與橋式整流濾波電路之間連有系統(tǒng)開關(guān)SW1。所述蓄電池設(shè)有USB接口。本實用新型主要依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，由永磁鐵片，繞組感應(yīng)裝置，變壓電路、穩(wěn)壓電路、蓄電池、檔位選擇電路組成。永磁鐵片安裝在車圈與軸條交界處，繞組感應(yīng)裝置的繞組線圈單元安裝在車子前后夾器所在位置。當(dāng)車子下坡時，永磁鐵片切割線圈導(dǎo)體， 閉合導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與永磁鐵片作用產(chǎn)生電磁阻力，從而達(dá)到緩速效果。將感應(yīng)電壓通過接入變壓器TRl、穩(wěn)壓電路處理后然后可以對蓄電池充電。本實用新型山地車電磁緩速及蓄能裝置，蓄電池設(shè)有USB接口，電能通過USB接口給相應(yīng)電子設(shè)備充電。系統(tǒng)開關(guān)SWl用于選擇是否啟動系統(tǒng)。單片機(jī)U2連接檔位選擇開關(guān)SW2，通過選擇SW2的檔位來控制單片機(jī)管腳的高低電平，單片機(jī)通過判斷管腳的高低電平來確定用戶選擇將山地車保持在什么速度。穩(wěn)壓電路連接二極管D5正極，二極管D5負(fù)極連接LED，當(dāng)蓄電池充電時LED亮；充電完后，LED熄滅，從而可以提到一個提醒作用。二極管D5的作用是防止蓄電池電流回流到三端穩(wěn)壓塊LM317。多個獨(dú)立的繞組線圈單元按照相位關(guān)系正反向串聯(lián)，提高輸出電壓。永磁鐵片為多個弧形狀鐵片、繞組感應(yīng)裝置為弧形， 便于與車輪匹配，多個永磁鐵片通過固定槽固定成一獨(dú)立安裝單元，便于拆卸安裝。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實用新型永磁鐵片安裝圖；圖2為本實用新型繞組感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型裝置電路圖。
具體實施方式
山地車電磁緩速及蓄能裝置，包括永磁鐵片1，繞組感應(yīng)裝置2，繞組感應(yīng)裝置2的感應(yīng)電壓輸出端連接變壓器TRl —次側(cè)，變壓器TRl 二次側(cè)連接有橋式整流濾波電路3，橋式整流濾波電路3連接穩(wěn)壓電路4，穩(wěn)壓電路4連接有蓄電池5，變壓器TRl 二次側(cè)、蓄電池 5連接檔位選擇電路6。所述永磁鐵片1為多個弧形狀鐵片，兩永磁鐵片1之間設(shè)有間隔同樣大小的扇形空白區(qū)，多個永磁鐵片1通過固定槽7固定成一獨(dú)立安裝單元。所述繞組感應(yīng)裝置2為弧形，繞組感應(yīng)裝置2設(shè)有多個獨(dú)立的繞組線圈單元8，繞組線圈單元8與永磁鐵片1形狀相同。所述多個獨(dú)立的繞組線圈單元8按照相位關(guān)系正反向串聯(lián)。所述穩(wěn)壓電路4連接二極管D5正極，二極管D5負(fù)極連接LED，LED連接蓄電池5 正極，蓄電池5負(fù)極通過穩(wěn)壓電路4中的電阻R4連接三極管Ql基極。所述檔位選擇電路6包括單片機(jī)U2，單片機(jī)U2連接檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3，檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3連接蓄電池5。所述變壓器TRl 二次側(cè)與橋式整流濾波電路3之間連有系統(tǒng)開關(guān)SW1。永磁鐵片1采用材料為鐵釹硼、型號為N35的永磁體。永磁鐵片1為扇形，如圖1 所示。上弧長為Ll=5cm，下弧長L2=4，兩弧半徑差為L=3CM。依據(jù)車輪半徑大小，在車圈與軸條交界處圍著車圈安裝多個同樣形狀大小的永磁鐵片1，兩個永磁鐵片1之間間隔同樣大小的扇形空白區(qū)域，將輪上安裝的永磁鐵片1以120°角度劃分為三部分，每部分用弧度為120°的固定槽7將永磁鐵片固定牢固，易于拆卸安裝。在前叉上的前夾器所在位置下方與永磁鐵片1對應(yīng)的地方安裝弧形繞組感應(yīng)裝置2，每個弧形繞組感應(yīng)裝置2內(nèi)設(shè)有i=6個獨(dú)立的匝數(shù)為N=15的繞組線圈單元8，繞組線圈單元8采用直徑d=l mm、電阻率ρ =0. 017的銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線繞至而成。[0026]每個繞組線圈單元8的設(shè)計形狀均與永磁鐵片1的形狀相同。一個輪子兩側(cè)可安裝相同的弧形繞組感應(yīng)裝置2，后輪與前輪原理一樣。故可以安裝j=4個弧形繞組感應(yīng)裝置2。再將輪子兩側(cè)的兩個弧形繞組感應(yīng)裝置2中的12個繞組線圈單元8，按照相位關(guān)系正反串聯(lián)起來，具體為將每個弧形繞組感應(yīng)裝置2內(nèi)6個繞組線圈單元8標(biāo)號為①、③、⑤ 的正向串接，再與②、④、⑥號繞組反向串接，引出兩個端子，可以提高輸出電壓。升壓、穩(wěn)壓、充電、換擋電路電路中各電氣參數(shù)如下變壓器TR1，電壓變比 K2=Nl/N2=l/4, K3=Nl/N3=l/60 二極管 DU D2、D3、D4、D5 均采用 In4001 型號的二極管，電阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RlO 的電阻值分別為 240 Ω、Ik Ω、1 Ω、100 Ω、0. 5 Ω、 0· 5Ω、0· 5Ω、1Ω、2Ω、2Ω。電容C1、C2的電容值分別為50uf、luf。LM317為三端穩(wěn)壓塊， Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7為三極管，LED為紅色發(fā)光二極管。將感應(yīng)電壓接入到變壓器TRl 的a、b兩個引腳上，通過變壓器TRl的升壓處理后，將電壓送到橋式整流濾波電路3 (由二極管D1、D2、D3、D4，電容Cl組成)，橋式整流濾波電路3可以將交變的感應(yīng)電壓處理成直流電壓，接著把直流電壓送到穩(wěn)壓電路4進(jìn)行穩(wěn)壓并對蓄電池5充電。穩(wěn)壓電路4由LM317， 電阻Rl、R2、R3、R4，三極管Ql組成。將直流電壓送到LM317芯片③號管腳，當(dāng)蓄電池5電量不足時，其內(nèi)部的電阻R會變大，此時Rl與R分壓，Rl分壓小于三極管Ql的開啟電壓 Vt，三極管截止，此時Lm317芯片①號管腳通過電阻R2、R1、R3作用將②號管腳電壓穩(wěn)定在 5V 5. 5V。當(dāng)蓄電池5充滿電后，其內(nèi)部電阻R下降，此時電阻R3分的電壓大于三極管Ql的開啟電壓Vt，Ql導(dǎo)通，LM317的①號管腳接地，Lm317的②號管腳送出電壓將為1. 3V左右， 不足以再為蓄電池5充電。當(dāng)蓄電池5充電時LED亮，充電完后，LED熄滅，從而可以提到一個提醒作用。二極管D5的作用是防止蓄電池5中電流回流到LM317。蓄電池5的電能通過設(shè)計的USB接口給相應(yīng)電子設(shè)備充電。檔位選擇電路6 由單片機(jī)供電開關(guān)SW3、檔位選擇開關(guān)SW2，電阻R5、R6、R7、R8、 尺9、1 10，三極管02、03、04、05、06、07，單片機(jī)似組成，U2采用ATMEGA8。蓄電池5通過系統(tǒng)開關(guān)SWl給ATMEGA組成的檔位選擇系統(tǒng)供電。檔位選擇開關(guān)SW2的5個檔位分別接著單片機(jī)的PD0 PD4號管腳。電阻R5、R6、R7、R8、R9、RlO分別接三極管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、 Q7的發(fā)射極e管腳，上述6個三極管的集電極c管腳接到C點，電阻另一端接到D點，三極管的基極b管腳接到ATMEGA8的PC(TPC5號管腳，如圖3所示。變壓器TRl的N3線圈的E端口接到單片機(jī)U2的PBl(OCl)號管腳。通過檔位選擇開關(guān)SW2的檔位來控制PD0>D4管腳的高低電平，單片機(jī)U2通過判斷PD管腳的高低電平來確定用戶選擇將山地車保持在什么速度。讓后通過PBl管腳采集感應(yīng)電壓頻率(車速與感應(yīng)電壓頻率線性關(guān)系)自動分析判斷接入電阻，然后通過POTPC5管腳去控制三極管 Q2 Q7的導(dǎo)通狀態(tài)。從而改變線圈回路中的阻值和繞組線圈中電流大小，電流大小改變使電磁力大小相應(yīng)改變。從而最后可以達(dá)到調(diào)速的效果，具體調(diào)速依據(jù)車情況而定。例如現(xiàn)在取人和山地車的質(zhì)量為M=IOOKG,車在傾斜度為θ =15°的坡上滑行，忽略其它阻力，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9. 8 m2 /s，將接入電阻值定為0. 5 Ω，并把系統(tǒng)開關(guān)SWl斷開。人和車沿坡防線牽引力(N)將變壓器TRl 二次側(cè)電阻0. 5 Ω電阻折算到一次側(cè)得R’ =2 Ω[0035]24個繞組線圈單元8的電阻及二2/況(￡11+￡2 + 21)廣72^/2)2 =0.0630推導(dǎo)的電磁力式子=舊 CT(IV)達(dá)到力平衡時Jb=Fm可算得速度V=3. 17m/s故上述情況下可以將速度保持在3m/s左右，且線圈電流在承受范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.山地車電磁緩速及蓄能裝置，包括永磁鐵片(1)，繞組感應(yīng)裝置(2)，其特征在于繞組感應(yīng)裝置(2 )的感應(yīng)電壓輸出端連接變壓器(TRl) —次側(cè)，變壓器(TRl) 二次側(cè)連接有橋式整流濾波電路(3 )，橋式整流濾波電路(3 )連接穩(wěn)壓電路(4 )，穩(wěn)壓電路(4 )連接有蓄電池(5),變壓器(TRl)二次側(cè)、蓄電池(5)連接檔位選擇電路(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述永磁鐵片(1) 為多個弧形狀鐵片，兩永磁鐵片(1)之間設(shè)有間隔同樣大小的扇形空白區(qū)，多個永磁鐵片(1)通過固定槽(7)固定成一獨(dú)立安裝單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述繞組感應(yīng)裝置(2)為弧形，繞組感應(yīng)裝置(2)設(shè)有多個獨(dú)立的繞組線圈單元(8)，繞組線圈單元(8)與永磁鐵片(1)形狀相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述多個獨(dú)立的繞組線圈單元(8)按照相位關(guān)系正反向串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述穩(wěn)壓電路(4)連接二極管D5正極，二極管D5負(fù)極連接LED，LED連接蓄電池(5)正極，蓄電池(5)負(fù)極通過穩(wěn)壓電路(4)中的電阻R4連接三極管Ql基極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述檔位選擇電路(6)包括單片機(jī)(U2)，單片機(jī)(U2)連接檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3，檔位選擇開關(guān)SW2、單片機(jī)供電開關(guān)SW3連接蓄電池(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述變壓器(TRl)二次側(cè)與橋式整流濾波電路(3)之間連有系統(tǒng)開關(guān)SW1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述山地車電磁緩速及蓄能裝置，其特征在于所述蓄電池(5)設(shè)有USB接口。
專利摘要山地車電磁緩速及蓄能裝置，包括永磁鐵片，繞組感應(yīng)裝置，繞組感應(yīng)裝置的感應(yīng)電壓輸出端連接變壓器一次側(cè)，變壓器二次側(cè)連接有橋式整流濾波電路，橋式整流濾波電路連接穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路連接有蓄電池，變壓器二次側(cè)、蓄電池連接檔位選擇電路。本實用新型山地車電磁緩速及蓄能裝置，能有效增大電磁阻力，使山地車能以一個合理的速度下滑，從而減小現(xiàn)有機(jī)械剎車裝置的磨損和安全隱患；同時能將下滑損失的機(jī)械能有效的利用起來，轉(zhuǎn)為電能儲存利用。
文檔編號H02J7/14GK202076833SQ20112019077
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者徐浩 申請人:徐浩