CN105978214B - 一种便携式车轮发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种便携式车轮发电装置，属于发电技术领域，主要用于将自行车行走时车轮转动的机械能进行发电，解决了现有小型发电装置结构较为复杂，拆装不便的技术问题。本发明包括发电机、摩擦轮、差速器和储电盒，摩擦轮和自行车车轮直接接触将自行车的动能通过差速器传递到发电机上，发电机将传递过来的动能转换为电能储存在储电盒内。本发明具有结构简单，拆装方便的优点。

Description

一种便携式车轮发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电机技术领域，尤其涉及一种便携式车轮发电装置。
背景技术
现今社会，随着人们对于能源的需求的越来越高，能源带来的污染越来越严重，人们开始提倡节能环保，使用绿色能源。自行车是人们常用的出行工具，也常被用作户外旅行，自行车在行进过程中，车轮不断的转动，可利用车轮的动力进行发电。现有的车轮发电装置，一般需要专业人员将自行车进行改装然后将车轮发电装置固定安装在车轮上，拆装较为麻烦，并且发电装置需要和相应的车轮进行配套安装，而自行车的型号千差万别，不同型号的自行车，其车轮大小也各不相同，此类车轮发电装置的使用局限性较大，而且也不便于携带。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种便携式车轮发电装置，该发电装置结构简单，拆装方便，且适用于各类自行车。
为了解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种便携式车轮发电装置，用于将自行车车轮转动的机械能转化为电能，其特征在于，包括：
发电机，所述发电机设置在圆柱形的壳体内，发电机的电机主轴伸出到壳体外部；摩擦轮，所述摩擦轮设置在发电机的外部，摩擦轮包括圆盘状旋转件和套接固定在旋转件上的橡胶圈；
差速器，所述差速器设置在发电机和摩擦轮之间，所述差速器内设有动力输入轴，动力输出轴和增速结构，所述动力输入轴与摩擦轮传动联接，所述动力输出轴与发电机的电机主轴传动联接；
储电盒，所述储电盒呈夹子状，可夹接在自行车的支架杆上，所述储电盒的内部设有蓄电池和配电装置，所述储电盒通过摆臂与发电机相联接并为发电机，摩擦轮和差速器提供支撑力。
作为优选，所述储电盒上设有夹持结构，所述夹持结构由左夹头和右夹头构成，夹持结构包括联接部，夹持部和掰手，所述联接部设置在夹持结构的一端，所述夹持部设置在夹持结构的中部位置处，所述掰手设置在夹持结构的另一端。
作为优选，所述联接部内设有扭簧，所述扭簧将左夹头和右夹头联接在一起，在左夹头和右夹头上各设有一弧形缺口，所述弧形缺口内设有防滑条，弧形缺口在左夹头和右夹头闭合时合围形成一联接孔。
作为优选，所述旋转件的外周面上设有若干小凸体，所述橡胶圈的内圈表面设有与小凸体对应设置的凹口。
作为优选，所述的旋转件中部位置处向一侧凸起形成有一圆柱形凸台，在凸台内设有一安装孔，所述旋转件，凸台，安装孔同轴设置。
作为优选，所述安装孔的内表面设有螺纹，所述差速器的动力输入轴插接在安装孔内与旋转件螺纹固定联接。
作为优选，所述凸台的侧部开设有销孔，所述差速器的动力输入轴插接在凸台上与旋转件销接固定联接。
作为优选，所述增速结构由从动轴和一系列齿轮结构构成，齿轮结构包括第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮安装固定在动力输入轴上，第二齿轮和第三齿轮安装固定在从动轴上，第四齿轮安装固定在动力输出轴上，其中，第一齿轮与第二齿轮啮合且第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径，第三齿轮与第四齿轮啮合且第三齿轮的直径大于第二齿轮的直径和第四齿轮的直径。
作为优选，所述配电装置包括稳压芯片和USB接口。
作为优选，在储电盒上设有照明灯以及控制照明灯开关的按钮，在储电盒上还设有用于显示蓄电池充电电量情况的LED显示灯。
本发明具有以下优点：
1、本发明的发电机构采用摩擦轮搭接在车轮上来将车轮的动力传递到发电机上，结构较为简单，不需要对自行车进行改装，同时也对自行车车轮的型号没有要求，使用简单，适用性广。
2、自行车的行进速度较慢，使得发电机的发电效率较低，本发明中，在摩擦轮和发电机之间设置了一个差速器来提高发电机电机主轴的转速，这样可有效提高发电机的发电效率。
3、本发明的储电盒设置成夹子状，发电装置通过储电盒夹接在自行车的支撑杆上，拆装十分方便，利于在不使用自行车时取下发电装置进行另行携带或者储存防止被盗。
4、本发明的储电盒上配备有稳压芯片和USB接口，可随时随地取电用电，并且在储电盒上设置显示蓄电池充电电量情况的LED显示灯，人性化更高。
附图说明
图1为本发明在小型发电装置中的装配图；
图2为本发明中摩擦轮的结构示意图；
图3为本发明中差速器内的齿轮装配示意图。
图4为本发明的另一视角的装配图。
图中，1、摩擦轮；2、差速器；3、发电机；4、摆臂；5、储电盒；6、安装孔；7、凸台；8、旋转件；9、橡胶圈；10、动力输入轴；11、第一齿轮；12、第二齿轮；13、从动轴；14、第三齿轮；15、第四齿轮；16、动力输出轴；17、左夹头；18右夹头；19、联接孔；20、USB接口。
具体实施方式
下面通过结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细描述。
见图中，本发明提供了一种便携式车轮发电装置，配合自行车使用，用于将自行车车轮转动的机械能转化为电能，本发电装置包括储电盒5、发电机3、差速器2和摩擦轮1，储电盒5可夹接固定在自行车的支撑杆上，储电盒5与发电机3通过摆臂4联接，摩擦轮1设置在发电机3的外部，差速器2设置在摩擦轮1和发电机3之间。本发电装置不工作时，摩擦轮1、差速器2和发电机3由摆臂4提供支撑力在靠近车轮的地方处于悬空状态；当本发电装置进行工作时，通过调整摆臂4，使得摩擦轮1搭接在车轮上，车轮转动后带动摩擦轮1转动，摩擦轮1转动带动差速器2工作并使得发电机3进行发电，发电机3产生的电能通过铺设在摆臂4内的导线传输到储电盒5内的蓄电池进行储存。
摩擦轮1由圆盘状旋转件8和套装在旋转件8外部的橡胶圈9构成，作为优选，旋转件8采用防锈防腐蚀金属材料制成，不易损坏，耐用性好；作为优选，橡胶圈9采用和自行车轮胎材质类似的橡胶制成，可有效减小橡胶圈9和车轮传动时的磨损，提高橡胶圈9的使用寿命。旋转件8的外周面上一体成型有若干小凸体，在橡胶圈9的内圈表面设有与小凸体对应的凹口，旋转件8和橡胶圈9装配时，将小凸体嵌入到对应的凹口内，进一步地使旋转件8和橡胶圈9的稳固性好，不易发生相对打滑。
旋转件8的中部位置出超其中的一个端面凸起有一凸台7，凸台7一般呈圆柱状且与旋转件8同轴设置，圆柱状的凸台7在旋转件8转动时使得旋转件8的平衡性更好。凸台7的内设有一个安装孔6，安装孔6与凸台7和旋转件8均为同轴设置，保证旋转件8转动时不会产生偏心力。摩擦轮1通过旋转件8与差速器2联接，具体地，差速器2内设有动力输入轴10，增速结构和动力输出轴16，动力输入轴10插接在旋转件8凸台7的安装孔6内固定联接。在实际应用过程中，有时候需要取下摩擦轮1对摩擦轮1上的橡胶圈9进行更换，差速器2的动力输入轴10和摩擦轮1的旋转件8优选采用螺纹联接和销接。螺纹联接即在动力输入轴10的端部设置外螺纹，在旋转件8凸台7的安装孔6内设置相应的内螺纹，从差速器2上拆装摩擦轮1，通过旋进旋出摩擦轮1即可，十分方便；销接即在旋转件8的凸台7侧壁开始一个销孔，当差速器2的动力输入轴10插接在旋转件8的安装孔6内，采用销对差速器2的动力输入轴10进行固定，结构简单，加工方便，制造成本低。
差速器2内的增速结构由齿轮结构和从动轴13构成，齿轮结构包括第一齿轮11，第二齿轮12，第三齿轮14和第四齿轮15，第一齿轮11安装固定在动力输入轴10上，第二齿轮12和第三齿轮14安装固定在从动轴13上，第四齿轮15安装固定在动力输出轴16上，其中，第一齿轮11与第二齿轮12啮合且第一齿轮11的直径大于第二齿轮12的直径，第三齿轮14与第四齿轮15啮合且第三齿轮14的直径大于第二齿轮12的直径和第四齿轮15的直径。摩擦轮1转动带动动力输入轴10转动，动力输入轴10带动从动轴13转动，从动轴13带动动力输出轴16转动，由于第一齿轮11的直径大于第二齿轮12的直径，从动轴13的转速会大于动力输入轴10的转速，完成第一次加速，第三齿轮14的直径大于第二齿轮12的直径和第四齿轮15的直径，动力输出轴16的转速会大于从动轴13的转速，完成第二次加速，最终通过动力输出轴16带动发电机3工作，通过两次加速可有效提高发电机3的发电效率。
发电机3的电机设置在圆柱形的壳体内，壳体设置成圆柱形即方便在内部安装设置电机也可减小自行车行进过程中的气流影响，不会因为气流导致搭接部分产生较大的摆动。发电机3产生的电能通过铺设在摆臂4内的导线传输到储电盒5的蓄电池内进行储存。
储电盒5呈夹子状，储电盒5上设有夹持结构，其内部设有蓄电池，一方面储电盒5作为蓄电池的容器起到储能的作用，另一方面储电盒5夹接在自行车的支撑杆上为整个发电装置提供支撑力。
储电盒5的夹持结构由左夹头17和右夹头18构成，包括联接部、夹持部和掰手，联接部上设有扭簧将左夹头17和右夹头18联接在一起并对左夹头17和右夹头18施加弹力使左夹头17和右夹头18处于夹紧状态。夹持部设置在左夹头17和右夹头18的中部位置处，有两个弧形缺口构成，两个弧形缺口对称的设置在左夹头17和右夹头18上，左夹头17和右夹头18夹紧时，两个弧形缺口合围形成一个联接孔19，该联接孔19在储电盒5与自行车支撑杆夹接时用于容纳自行车支撑杆，更进一步的，在两个弧形缺口内设有防滑条，防滑条使得储电盒5和自行车支撑杆的夹接更加牢固。安装本发电装置时，通过掰手掰开左夹头17和右夹头18，将自行车的支撑杆对准弧形缺口处，慢慢放开掰手，左夹头17和右夹头18在扭簧的作用下自动夹紧自行车的支撑杆；需要取下本发电装置时，通过掰手打开左夹头17和右夹头18即可，操作十分简便，由于自行车一般为露天设置，本发电装置这样设置可十分方便取下进行携带或者另外存放，防止淋雨或者受潮，增加发电装置的使用寿命。
储电盒5上还设置有若干LED显示灯，LED显示灯的数目没有具体要求，一般为三个或者四个，LED显示灯配合蓄电池设置，在本发电装置发电时，LED显示灯可显示蓄电池电量情况。
储电盒5内还设置有配电装置，配电装置主要为稳压芯片和USB接口20，通过USB接口20可直接从蓄电池取电利用，十分方便。
更进一步的，在储电盒5上设置有照明灯和控制照明灯的按钮，便于在黑暗条件下使用取电。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种便携式车轮发电装置，用于将自行车车轮转动的机械能转化为电能，其特征在于，包括：
发电机，所述发电机设置在圆柱形的壳体内，发电机的电机主轴伸出到壳体外部；
摩擦轮，所述摩擦轮设置在发电机的外部，摩擦轮包括圆盘状旋转件和套接固定在旋转件上的橡胶圈；
差速器，所述差速器设置在发电机和摩擦轮之间，所述差速器内设有动力输入轴，动力输出轴和增速结构，所述动力输入轴与摩擦轮传动联接，所述动力输出轴与发电机的电机主轴传动联接；
储电盒，所述储电盒呈夹子状，可夹接在自行车的支架杆上，所述储电盒的内部设有蓄电池和配电装置，所述储电盒通过摆臂与发电机相连接并为发电机，摩擦轮和差速器提供支撑力；
所述储电盒上设有夹持结构，所述夹持结构由左夹头和右夹头构成，夹持结构包括联接部，夹持部和掰手，所述联接部设置在夹持结构的一端，所述夹持部设置在夹持结构的中部位置处，所述掰手设置在夹持结构的另一端；
所述联接部内设有扭簧，所述扭簧将左夹头和右夹头联接在一起，在左夹头和右夹头上各设有一弧形缺口，所述弧形缺口内设有防滑条，弧形缺口在左夹头和右夹头闭合时合围形成一联接孔。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述旋转件的外周面上设有若干小凸体，所述橡胶圈的内圈表面设有与小凸体对应设置的凹口。
3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的旋转件中部位置处向一侧凸起形成有一圆柱形凸台，在凸台内设有一安装孔，所述旋转件，凸台，安装孔同轴设置。
4.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述安装孔的内表面设有螺纹，所述差速器的动力输入轴插接在安装孔内与旋转件螺纹固定联接。
5.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述凸台的侧部开设有销孔，所述差速器的动力输入轴插接在凸台上与旋转件销接固定联接。
6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述增速结构由从动轴和一系列齿轮结构构成，齿轮结构包括第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮安装固定在动力输入轴上，第二齿轮和第三齿轮安装固定在从动轴上，第四齿轮安装固定在动力输出轴上，其中，第一齿轮与第二齿轮啮合且第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径，第三齿轮与第四齿轮啮合且第三齿轮的直径大于第二齿轮的直径和第四齿轮的直径。
7.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述配电装置包括稳压芯片和USB接口。
8.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，在储电盒上设有照明灯以及控制照明灯开关的按钮，在储电盒上还设有用于显示蓄电池充电电量情况的LED显示灯。
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