CN106877617A - 一种用于共享单车的发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于共享单车的发电装置，主要包括磁盘（1）、感应装置（2）、电源电路、距离调节装置和距离调节控制装置；磁盘（1）设置在自行车牙盘上，感应装置（2）通过距离调节装置固定在磁盘（1）相对应的车架上；距离调节控制装置设置在笼头上，距离调节控制装置通过刹车线（6）与距离调节装置相连；感应装置（2）的感应线圈与电源电路相连。通过将定子和转子分开设置，无需直接传动，大大提高了能量的转化效率，降低了整辆车的骑行负载，提高了骑行的舒适度；通过设置距离调节装置，从而能调节负载的大小，提高自行车的功能和效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种用于共享单车的发电装置。
背景技术
随着互联网技术的不断发展，自行车也逐渐走向智能化的道路，实现更多功能和作用；特别是共享单车的出现，大大推进了自行车智能化的进程；共享单车在使用过程中，不可避免的需要用到电能进行通信、开锁、闭锁、定位等功能；传统的发电装置的结构是一个发电机上安装有摩擦轮，通过自行车车轮转动，车胎摩擦带动发电机转动进行发电。
这样，由于摩擦轮与自行车轮胎直接接触，导致摩擦力大，传动效率低，发电量低；大大增大了整辆自行车的负载，导致骑行的舒适度下降，不能为乘客提供良好的服务。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于共享单车的发电装置，通过将定子和转子分开设置，无需直接传动，大大提高了能量的转化效率，降低了整辆车的骑行负载，提高了骑行的舒适度；通过设置距离调节装置，从而能调节负载的大小，提高自行车的功能。
本发明采用的技术方案如下：一种用于共享单车的发电装置，主要包括磁盘、感应装置、电源电路、距离调节装置和距离调节控制装置；磁盘设置在自行车牙盘上，感应装置通过距离调节装置固定在磁盘相对应的车架上；距离调节控制装置设置在笼头上，距离调节控制装置通过刹车线与距离调节装置相连；感应装置的感应线圈与电源电路相连。
所述磁盘为圆环形，磁盘上轴向设置有多永磁体，永磁体之间存在间隙； 所述感应装置包括软磁体和应线圈，应线圈设置在软磁体的环面上。
距离调节装置包括连杆、导轨，连杆套在导轨内，连杆可在导轨内自由滑动；连杆的一端与感应装置相连，连杆的另一端相连有刹车线；导轨内设置有复位弹簧，复位弹簧的一端与连杆相连，复位弹簧的另一端与导轨相连；刹车线穿过复位弹簧并与距离调节控制装置相连。
距离调节控制装置包括用于支撑整个装置的固定筒，用于缠绕刹车线的转盘，转盘套在固定筒的外侧上，转盘的两端固定筒的外侧上设置有第一挡块和第二挡块；转盘上还设置有固定刹车线的连接卡扣。
所述转盘上还设置有拨动装置，转盘的侧面上开有圆台形凹坑。
所述距离调节控制装置还包括有多个转盘限位装置，转盘限位装置包括定位杆、固定盘，固定盘固定在固定筒上，固定盘上有多个圆孔；定位杆的一端穿过固定盘的圆孔，定位杆的另一端为圆台形，定位杆的圆台形一端与转盘的圆台形凹坑相配合；定位杆的中部设置有限位块，定位杆上套有定位弹簧，定位弹簧的两端分别与限位块和固定盘相连。
进一步地，本发明还公开了一种用于共享单车的发电装置的优选结构，所述电源电路包括整流电路、滤波电路、稳压电路组成，整流电路包括变压器T1、由四个二极管组成的桥式整流电路BR1，变压器T1的副线圈与桥式整流电路BR1的输入端相连；滤波电路包括电容C1，电容C1与桥式整流电路BR1的输出端并联。
进一步地，所述稳压电路包括放大电路、采样电路、反馈稳压电路；放大电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电容C2；电阻R1与电容C2串联后与电容C1并联，三极管Q1的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连，三极管Q1的基极与电阻R1和电容C2之间相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连。
进一步地，所述采样电路包括电阻R3、滑动电阻R4、电阻R5，电阻R3的第一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R3的第二端与滑动电阻R4固定端的第一端相连，电阻R5的第一端与滑动电阻R4固定端的第二端相连，滑动电阻R4的滑动端连接于三极管Q3的基极，电阻R5的第二端连接于桥式整流电路BR1输出端负极。
进一步地，所述反馈稳压电路包括电阻R2、稳压管D1、三极管Q3，电阻R2的一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R2的另一端与稳压管D1的正极相连，稳压管D1的正极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的集电极与三极管Q1的基极相连；稳压管D1的负极与桥式整流电路BR1的输出端负极相连。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、通过将发电装置的定子和转子分开设置，从而能省去直接传动装置，大大提高能量的转化效率，降低了整辆车的骑行负载，提高了骑行的舒适度；
2、通过设置电源电路，从而能保证输出为直接可用的直流电，提高了设备的易用性和应用范围；
3、通过设置负载大小调节装置，从而能自由设置负载的大小，提高自行车的便捷性，增加了自行车的功能。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是磁盘结构示意图；
图2是感应装置结构示意图；
图3是距离调节装置结构示意图；
图4是距离调节控制装置结构示意图；
图5是电源电路的电路图。
图中标记：1是磁盘，2是感应装置，3是连杆，4是导轨，5是复位弹簧，6是刹车线，7是固定筒，8是第一挡块，9是转盘，10是连接卡扣，11是第二挡块，12是限位块，13是定位弹簧，14是定位杆，15是固定盘；
101是永磁体，201是软磁体，202是感应线圈。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1-图5所示，一种用于共享单车的发电装置，主要包括磁盘1，感应装置2，距离调节装置，距离调节控制装置，电源电路；磁盘1设置在自行车牙盘上，感应装置2通过距离调节装置固定在磁盘1相对应的车架上，感应装置2与之间磁盘1存在间隙；距离调节控制装置设置在笼头上，距离调节控制装置通过刹车线6与距离调节装置相连；感应装置2的感应线圈与电源电路相连。
所述磁盘1为圆环形，磁盘1上轴向设置有多永磁体101，永磁体101之间有间隙。
所述感应装置2包括软磁体201和设置在软磁体201环面的感应线圈202，应线圈202有多匝，感应线圈202与电源电路相连；
距离调节装置包括连杆3、导轨4、复位弹簧5，连杆3套在导轨4内，连杆3可在导轨4内滑动；连杆3的一端与感应装置2相连，连杆3的另一端与刹车线6相连，导轨4内设置有复位弹簧5，复位弹簧5的一端与连杆3相连，复位弹簧5的另一端与导轨4相连。
距离调节控制装置包括用于支撑整个装置的固定筒7，用于缠绕刹车线的转盘9，转盘9套在固定筒7的外侧上，转盘9的两端固定筒7的外侧上设置有第一挡块8和第二挡块11；转盘9上还设置有固定刹车线6的连接卡扣10。
所述转盘9上还设置有拨动装置。
距离调节控制装置还包括有多个转盘限位装置，转盘限位装置包括定位弹簧13、定位杆14、固定盘15，固定盘15固定在固定筒7上，固定盘15上有多个圆孔；定位杆14的一端穿过固定盘15，定位杆14的另一端为圆台形，定位杆14的中部设置有限位块12，定位杆14上套有定位弹簧13，定位弹簧13设置在限位块12与固定盘15之间。
所述电源电路包括整流电路、滤波电路、稳压电路组成，整流电路包括变压器T1、由四个二极管组成的桥式整流电路BR1，变压器T1的副线圈与桥式整流电路BR1的输入端相连；滤波电路包括电容C1，电容C1与桥式整流电路BR1的输出端并联。
所述稳压电路包括放大电路、采样电路、反馈稳压电路；放大电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电容C2；电阻R1与电容C2串联后与电容C1并联，三极管Q1的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连，三极管Q1的基极与电阻R1和电容C2之间相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连；
所述采样电路包括电阻R3、滑动电阻R4、电阻R5，电阻R3的第一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R3的第二端与滑动电阻R4固定端的第一端相连，电阻R5的第一端与滑动电阻R4固定端的第二端相连，滑动电阻R4的滑动端连接于三极管Q3的基极，电阻R5的第二端连接于桥式整流电路BR1输出端负极。
所述反馈稳压电路包括电阻R2、稳压管D1、三极管Q3，电阻R2的一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R2的另一端与稳压管D1的正极相连，稳压管D1的正极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的集电极与三极管Q1的基极相连；稳压管D1的负极与桥式整流电路BR1的输出端负极相连。
变压器T1的输入端与感应线圈202相连，电路的输出端还并联有电容C3，电路的输出端与负载或储能电路相连。
具体使用时，首先将磁盘1固定在自行车的牙盘的侧面上，磁盘1的轴心与牙盘的轴心共线；感应装置2通过距离调节装置固定在磁盘1相对应的车架上 ，感应装置2与磁盘1在同一水平面上，感应装置2与磁盘1之间有一定的间隙；距离调节控制装置设置在笼头上，固定筒7套在笼头上，距离调节控制装置通过刹车线6与距离调节装置相连，电源电路的输入端与感应线圈202相连，电源电路的输出端与负载或储能电路相连。
具体运行过程，因磁盘1上有永磁体101，永磁体101将感应装置2的软磁体201磁化，因此感应装置2的感应线圈202有一定的磁通量。
当踩动自行车时，自行车的牙盘转动，牙盘上的磁盘1跟着一起转动， 永磁体101与感应装置2的相对位置关系发生变化，因此软磁体201的磁化强度发生变化，进而导致感应线圈202的磁通发生变化，感应线圈202的两端就会产生感应电动势；这样，就产生了电能。发电的功率大小可以调节。
当体能较好或需要增大运动量时，将转盘9向刹车线6缠绕方向拨动，释放刹车线6，在复位弹簧5推动连杆3移动，进一步推动感应装置2移动；感应装置2与磁盘1之间的距离减小；由永磁体101的性质可知，离永磁体101越近的地方磁场强度越大，感应装置2的磁通越大，当牙盘转动时，磁通的变化量越大，感应电动势越高，产生的电能越多。
当体能降低或者需要减低运动量时，将转盘9反向刹车线6缠绕方向拨动，收紧刹车线6，刹车线6拉动连杆3移动，进一步拉动感应装置2移动；感应装置2与磁盘1之间的距离增大；由永磁体101的性质可知，离永磁体101越远的地方磁场强度越低，感应装置2的磁通越小，当牙盘转动时，磁通的变化量变下，感应电动势降低，产生的电能减少。
感应线圈202所产生的感应电动势的大小和方向均在不停的变化中，当通过电压器T1时，会将其电压放大到一定的范围，再通过桥式整流电路BR1将电流转换成大小不停变化但方向不变的直流电。然后通过滤波电路将其波动成分过滤掉，变成平稳的直电流。
放大电路能放大电流中的波动成分，在通过电容C2的隔离后，进一步地将电流的低频成分覆盖，电流变得平稳。采样电路能将负载的变化提取出来传递给三极管Q3。当负载变大时，采样电路采集的电压信号降低，三极管Q3的导通电流降低，电阻R1两端电压降低，则三极管Q2的电流降低，由于稳压管D1两端的电压相等，电流不变，电阻R2的电流变大，电阻R2两端的电压升高，总电路的电压输出升高，保证输出电压的平稳性。同理，当负载变小，电压升高时，三极管Q2的电流升高，电阻R2的电流变小，电阻R2两端的电压降低，总电路的电压输出降低，保证输出电压的平稳性。
实施例1：
在以上实施方式的基础上，所述感应装置2有多个，以磁盘1的轴心等距离设置，组成一个与磁盘1直径相等的感应盘；距离调节装置设置在感应盘的轴心。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：主要包括磁盘（1）、感应装置（2）、电源电路、距离调节装置和距离调节控制装置；磁盘（1）设置在自行车牙盘上，感应装置（2）通过距离调节装置固定在磁盘（1）相对应的车架上；距离调节控制装置设置在笼头上，距离调节控制装置通过刹车线（6）与距离调节装置相连；感应装置（2）的感应线圈与电源电路相连。
2.如权利要求1所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述磁盘（1）为圆环形，磁盘（1）上轴向设置有多永磁体（101），永磁体（101）之间存在间隙； 所述感应装置（2）包括软磁体（201）和应线圈（202），应线圈（202）设置在软磁体（201）的环面上。
3.如权利要求1所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：距离调节装置包括连杆（3）、导轨（4），连杆（3）套在导轨（4）内，连杆（3）可在导轨（4）内自由滑动；连杆（3）的一端与感应装置（2）相连，连杆（3）的另一端相连有刹车线（6）；导轨（4）内设置有复位弹簧（5），复位弹簧（5）的一端与连杆（3）相连，复位弹簧（5）的另一端与导轨（4）相连；刹车线（6）穿过复位弹簧（5）并与距离调节控制装置相连。
4.如权利要求1所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：距离调节控制装置包括用于支撑整个装置的固定筒（7），用于缠绕刹车线的转盘（9），转盘（9）套在固定筒（7）的外侧上，转盘（9）的两端固定筒（7）的外侧上设置有第一挡块（8）和第二挡块（11）；转盘（9）上还设置有固定刹车线（6）的连接卡扣（10）。
5.如权利要求4所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述转盘（9）上还设置有拨动装置，转盘（9）的侧面上开有圆台形凹坑。
6.如权利要求5所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述距离调节控制装置还包括有多个转盘限位装置，转盘限位装置包括定位杆（14）、固定盘（15），固定盘（15）固定在固定筒（7）上，固定盘（15）上有多个圆孔；定位杆（14）的一端穿过固定盘（15）的圆孔，定位杆（14）的另一端为圆台形，定位杆（14）的圆台形一端与转盘（9）的圆台形凹坑相配合；定位杆（14）的中部设置有限位块（12），定位杆（14）上套有定位弹簧（13），定位弹簧（13）的两端分别与限位块（12）和固定盘（15）相连。
7.如权利要求6所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述电源电路包括整流电路、滤波电路、稳压电路组成，整流电路包括变压器T1、由四个二极管组成的桥式整流电路BR1，变压器T1的副线圈与桥式整流电路BR1的输入端相连；滤波电路包括电容C1，电容C1与桥式整流电路BR1的输出端并联。
8.如权利要求6所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述稳压电路包括放大电路、采样电路、反馈稳压电路；放大电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电容C2；电阻R1与电容C2串联后与电容C1并联，三极管Q1的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连，三极管Q1的基极与电阻R1和电容C2之间相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极与桥式整流电路BR1输出端的正极相连。
9.如权利要求6所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述采样电路包括电阻R3、滑动电阻R4、电阻R5，电阻R3的第一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R3的第二端与滑动电阻R4固定端的第一端相连，电阻R5的第一端与滑动电阻R4固定端的第二端相连，滑动电阻R4的滑动端连接于三极管Q3的基极，电阻R5的第二端连接于桥式整流电路BR1输出端负极。
10.如权利要求6所述的一种用于共享单车的发电装置，其特征在于：所述反馈稳压电路包括电阻R2、稳压管D1、三极管Q3，电阻R2的一端与三极管Q2的发射极相连，电阻R2的另一端与稳压管D1的正极相连，稳压管D1的正极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的集电极与三极管Q1的基极相连；稳压管D1的负极与桥式整流电路BR1的输出端负极相连。
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