專利名稱：零能耗的自行車信號指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自行車的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體為零能耗的自行車信號指示裝置。
背景技術(shù)：
自行車是一種二輪的小型陸上車輛，其原理是利用騎行者的人力踩動踏板，驅(qū)動后輪使車輛前進(jìn)。自行車具有制造成本低、傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)，是一種輕便高效的交通工具，尤其是近年來，隨著人們的環(huán)保意識和健康意識的增強(qiáng)，自行車以其無污染無排放的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于短途交通和體育鍛煉。由于沒有裝備發(fā)動機(jī)或者電動機(jī)，所以傳統(tǒng)的自行車只在尾部安裝有非常簡易的反光式信號指示裝置。由于不能主動發(fā)光，因此在夜間行駛時，其指示裝置的可視距離和可視角度都非常有限，在照明條件較差的路段尤其容易發(fā)生事故。為了提高行駛安全性，需要一種零能耗、能主動發(fā)光的自行車信號指示裝置。現(xiàn)有的自行車信號指示裝置:如授權(quán)公告號CN102107699的中國實(shí)用新型專利說明書公開的“零能耗的自行車照明和指示裝置”，在自行車輪的鋼絲上裝有磁鐵，在車架上和磁鐵的對應(yīng)處裝有帶鐵芯的電磁感應(yīng)線圈，通過導(dǎo)線向儲能裝置充電，然后驅(qū)動照明和指示裝置；但是，在該方案中，電磁感應(yīng)線圈的感生電流產(chǎn)生的磁場會對車輪上的磁鐵產(chǎn)生吸力，增加車輪轉(zhuǎn)動的阻力，即電能的來源本質(zhì)上是騎行者額外付出的體力，不能稱為真正意義的零能耗。又如授權(quán)公告號CN101349391的中國實(shí)用新型專利說明書公開的“自行車LED壓電發(fā)電照明裝置”，通過在自行車受壓部位設(shè)置壓電陶瓷片來進(jìn)行壓電發(fā)電，點(diǎn)亮安裝在自行車上的LED警示燈，以方便遠(yuǎn)方對自行車的辯識；但是，該方案沒有考慮到自行車騎行過程中，受壓部位的形變值是一個隨路況變化的隨機(jī)過程，在壞路上的激烈顛簸和在好路上的平穩(wěn)行駛，其路況所產(chǎn)生的形變極限值差別極大，因此在此種工況下使用形變范圍很小的壓電陶瓷片，會陷入要么在好路上發(fā)不出電，要么在壞路上被損壞的兩難境地，而且，使用價高易損的壓電陶瓷也不符合自行車價廉物美、耐用高效的特點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供零能耗的自行車信號指示裝置，其使得在自行車騎行時無需騎行者額外付出體力，確保在任何道路情況下都能夠正常使用，且成本較低、耐用高效，使其可以廣泛應(yīng)用于各類自行車。零能耗的自行車信號指示裝置，其技術(shù)方案是這樣的:其包括車座、車架，所述車座的端蓋固裝于所述車架的支承桿后、通過壓縮彈簧支承于下部支承件，所述下部支承件和所述車架連為一體，其特征在于:所述車座的端蓋和所述下部支承件之間裝有彈性動力裝置，所述彈性動力裝置具體包括振動彈簧、高密度永磁體、導(dǎo)向套筒，所述導(dǎo)向套筒支承于所述下部支承件，所述導(dǎo)向套筒內(nèi)插裝有所述高密度永磁體，所述振動彈簧的上端面固連于所述車座的端蓋的下端面，所述振動彈簧的下端面固連于所述高密度永磁體的上端面，所述高密度永磁體的下端面固連于外圈拉伸彈簧的上端面，所述外圈拉伸彈簧的下端面固連于所述下部支承件的上端面，所述外圈拉伸彈簧位于所述導(dǎo)向套筒內(nèi)部；所述導(dǎo)向套筒的內(nèi)部繞裝有螺旋排布的電感線圈，所述電感線圈的兩端外接整流器，所述整流器的兩極外接自行車信號燈、儲能電容的兩極，儲能電容和所述自行車信號燈均并聯(lián)于所述整流器的兩極。其進(jìn)一步特征在于:內(nèi)圈壓縮彈簧位于所述外圈拉伸彈簧的內(nèi)部，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的下端面固連于所述下部支承件的上端面，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的上端懸空，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的長度為所述外圈拉伸彈簧的三分之二；所述內(nèi)圈壓縮彈簧和所述外圈拉伸彈簧的旋向相反；所述內(nèi)圈壓縮彈簧的懸空位置焊接有端面擋片；所述自行車信號燈具體包括后指示燈、前指示燈、剎車燈，所述整流器的兩極單獨(dú)連接后指不燈；所述整流器的兩極分別并聯(lián)連接后指示燈、前指示燈；所述整流器的兩極連接所述剎車燈，所述剎車燈和所述整流器的兩極導(dǎo)線之間設(shè)置有剎車開關(guān)，所述剎車開關(guān)和剎車把手相連接；所述自行車信號燈的光源為低壓LED光源；所述儲能電容具體為大容量電容。采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)后，可以避免振動能量被自行車車座和下部支承件之間的壓縮彈簧的大阻尼很快地衰減掉，本方案不僅在高密度永磁體和車座端蓋之間設(shè)置振動彈簧，將大阻尼的受迫振動轉(zhuǎn)化為激勵振動，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，而且在高密度永磁體和下部支承件之間也設(shè)置外圈拉伸彈簧，使得既可以利用車座和車架之間的振動能量，還可以利用車架和路面顛簸的振動能量，其驅(qū)動自行車信號燈發(fā)光的能源來自于自行車騎行時的振動能量發(fā)電使得在自行車騎行時無需騎行者額外付出體力，確保在任何道路情況下都能夠正常使用，且成本較低、耐用高效，使其可以廣泛應(yīng)用于各類自行車。

圖1為本實(shí)用新型的自行車信號指示裝置的動力源結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的自行車信號指示裝置電路圖；圖3為本實(shí)用新型的導(dǎo)向套筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意放大圖。
具體實(shí)施方式
見圖1-3，其包括車座1、車架2，車座I的端蓋3固裝于車架2的支承桿4后、通過壓縮彈簧5支承于下部支承件6，下部支承件6和車架2連為一體，車座I的端蓋3和下部支承件6之間裝有彈性動力裝置，彈性動力裝置具體包括振動彈簧7、高密度永磁體8、導(dǎo)向套筒9，導(dǎo)向套筒9支承于下部支承件6，導(dǎo)向套筒9內(nèi)插裝有高密度永磁體8，振動彈簧7的上端面固連于端蓋3的下端面，振動彈簧7的下端面固連于高密度永磁體8的上端面，高密度永磁體8的下端面固連于外圈拉伸彈簧10的上端面，外圈拉伸彈簧10的下端面固連于下部支承件6的上端面，外圈拉伸彈簧10位于導(dǎo)向套筒9內(nèi)部；導(dǎo)向套筒9的內(nèi)部繞裝有螺旋排布的電感線圈11，電感線圈11的兩端外接整流器12，整流器12的兩極外接自行車信號燈的兩極、儲能電容13，儲能電容13和自行車信號燈均并聯(lián)于整流器12的兩極，儲能電容13具體為大容量電容。內(nèi)圈壓縮彈簧14位于外圈拉伸彈簧10的內(nèi)部，內(nèi)圈壓縮彈簧14的下端面固連于下部支承件6的上端面，內(nèi)圈壓縮彈簧14的上端懸空，內(nèi)圈壓縮彈簧14的長度為外圈拉伸彈簧10的三分之二 ；內(nèi)圈壓縮彈簧14和外圈拉伸彈簧10的旋向相反；內(nèi)圈壓縮彈簧14的懸空位置焊接有端面擋片15 ；自行車信號燈具體包括后指示燈16、前指示燈17、剎車燈18，整流器12的兩極分別并聯(lián)連接后指示燈16、前指示燈17、剎車燈18 ;剎車燈18和整流器12的兩極導(dǎo)線之間設(shè)置有剎車開關(guān)19，剎車開關(guān)19和剎車把手(圖中未畫出，屬于現(xiàn)有成熟結(jié)構(gòu))相連接；自行車信號燈的光源由三顆低壓LED進(jìn)行發(fā)光。為增加可視距離，前指示燈17、后指示燈16采用黃色發(fā)光LED，剎車燈18采用紅色發(fā)光LED。剎車開關(guān)19設(shè)置兩個，分別固連在左、右剎車把手上，并和剎車柄聯(lián)動、并聯(lián)安裝。其工作原理如下:一般城市道路情況騎行時，行駛較為平穩(wěn)，給予高密度永磁體8的振動激勵是一種均勻的較小數(shù)值的激振力，高密度永磁體8在導(dǎo)向套筒9內(nèi)做振幅較小的振動，此時僅外圈拉伸彈簧10和高密度永磁體8連接，外圈拉伸彈簧10、振動彈簧7的彈簧剛度也較小，使得系統(tǒng)振幅不會過小，通過電磁感應(yīng)在電感線圈11上形成交變電流，經(jīng)由整流器12形成較穩(wěn)定的直流電，使前指示燈17和后指示燈16穩(wěn)定發(fā)光，在騎行者捏剎車時，與剎車聯(lián)動的剎車開關(guān)19閉合，使剎車燈18發(fā)光。較差路面或者惡劣路面騎行時，行駛顛簸較為劇烈，給予高密度永磁體8的振動激勵是一種不均勻的較大數(shù)值的激振力，高密度永磁體8在導(dǎo)向套筒9內(nèi)做振幅較大的振動，此時如振幅超過設(shè)定值時，內(nèi)圈壓縮彈簧14會在大振幅區(qū)間和高密度永磁體8相接觸，增加振動系統(tǒng)的彈簧剛度，防止系統(tǒng)振幅過大導(dǎo)致發(fā)電效率下降，這時電感線圈11由于電磁感應(yīng)形成交變電流，經(jīng)由整流器23形成電壓起伏的直流電，使儲能電容13在高壓時進(jìn)行充電，低壓時放電，使前指示燈17和后指示燈16發(fā)光，在騎行者捏剎車時，與剎車聯(lián)動的剎車開關(guān)19閉合，使剎車燈18發(fā)光。其中，為防止外圈拉伸彈簧10、內(nèi)圈壓縮彈簧14在振動時簧絲彼此卡住，內(nèi)圈壓縮彈簧14和外圈拉伸彈簧10的旋向相反，通常設(shè)計為外圈拉伸彈簧10為右旋彈簧，內(nèi)圈壓縮彈簧14為左旋彈簧，內(nèi)圈壓縮彈簧14懸空端的端面磨平，并焊接有端面擋片15 ;內(nèi)外兩圈結(jié)構(gòu)，能充分利用振動能量，減小振動中的阻尼損失，而且能在多種路況條件下都能有效控制振幅不進(jìn)入低發(fā)電效率區(qū)間。
權(quán)利要求1.零能耗的自行車信號指示裝置，其包括車座、車架，所述車座的端蓋固裝于所述車架的支承桿后、通過壓縮彈簧支承于下部支承件，所述下部支承件和所述車架連為一體，其特征在于:所述車座的端蓋和所述下部支承件之間裝有彈性動力裝置，所述彈性動力裝置具體包括振動彈簧、高密度永磁體、導(dǎo)向套筒，所述導(dǎo)向套筒支承于所述下部支承件，所述導(dǎo)向套筒內(nèi)插裝有所述高密度永磁體，所述振動彈簧的上端面固連于所述車座的端蓋的下端面，所述振動彈簧的下端面固連于所述高密度永磁體的上端面，所述高密度永磁體的下端面固連于外圈拉伸彈簧的上端面，所述外圈拉伸彈簧的下端面固連于所述下部支承件的上端面，所述外圈拉伸彈簧位于所述導(dǎo)向套筒內(nèi)部；所述導(dǎo)向套筒的內(nèi)部繞裝有螺旋排布的電感線圈，所述電感線圈的兩端外接整流器，所述整流器的兩極外接自行車信號燈、儲能電容的兩極，儲能電容和所述自行車信號燈均并聯(lián)于所述整流器的兩極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:內(nèi)圈壓縮彈簧位于所述外圈拉伸彈簧的內(nèi)部，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的下端面固連于所述下部支承件的上端面，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的上端懸空，所述內(nèi)圈壓縮彈簧的長度為所述外圈拉伸彈簧的三分之二。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述內(nèi)圈壓縮彈簧和所述外圈拉伸彈簧的旋向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述內(nèi)圈壓縮彈簧的懸空位置焊接有端面擋片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述自行車信號燈具體包括后指示燈、前指示燈、剎車燈，所述整流器的兩極單獨(dú)連接后指示燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述整流器的兩極分別并聯(lián)連接后指示燈、前指示燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述整流器的兩極連接所述剎車燈，所述剎車燈和所述整流器的兩極導(dǎo)線之間設(shè)置有剎車開關(guān)，所述剎車開關(guān)和剎車把手相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的零能耗的自行車信號指示裝置，其特征在于:所述自行車信號燈的光源為低壓LED光源。
專利摘要本實(shí)用新型提供了零能耗的自行車信號指示裝置，其使得在自行車騎行時無需騎行者額外付出體力，確保在任何道路情況下都能夠正常使用，且成本較低、耐用高效，使其可以廣泛應(yīng)用于各類自行車。其包括車座、車架，所述車座的端蓋固裝于所述車架的支承桿后、通過壓縮彈簧支承于下部支承件，所述下部支承件和所述車架連為一體，其特征在于所述車座的端蓋和所述下部支承件之間裝有彈性動力裝置，所述彈性動力裝置具體包括振動彈簧、高密度永磁體、導(dǎo)向套筒，所述導(dǎo)向套筒支承于所述下部支承件，所述導(dǎo)向套筒內(nèi)插裝有所述高密度永磁體，所述振動彈簧的上端面固連于所述車座的端蓋的下端面，所述振動彈簧的下端面固連于所述高密度永磁體的上端面。
文檔編號B62J6/06GK202953095SQ20122060113
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者錢瑜, 王躍進(jìn), 張媛媛, 譚浩, 曹洋, 陶思源, 李馳 申請人:江南大學(xué)