一种基于制动能量转化的无源助力自行车制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于制动能量转化的无源助力自行车，包括变速箱、步进电机、助力器装置与蓄电池装置；其中，步进电机、助力器装置与变速箱依次连接，变速箱、步进电机、助力器装置与蓄电池装置分别安装于自行车车架上，蓄电池装置与步进电机连接。本实用新型专利技术提供的一种基于制动能量转化的无源助力自行车，解决了现有的电动助力自行车因需要外接能量输入系统充电系统而导致系统成本高，以及能源效率较低的问题，在让自行车在利用制动能转化为动能的同时，有效的保证了使用过程中助力器的顺畅工作，能够让自行车在恶劣的环境中依旧高效稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于制动能量转化的无源助力自行车


[0001]本技术涉及自行车
，特别是涉及一种基于制动能量转化的无源助力自行车。

技术介绍

[0002]目前，自行车不仅是人们锻炼身体和短途出行的有效工具，而且是减少城市交通拥堵与车辆排气污染的有效途径，在环境污染十分严重的时代，它的功用尤为重要。
[0003]而传统自行车在骑行爬坡时，骑行者需要消耗较大的体力，降低了骑行的舒适性以及可骑行的距离。为此，人们专利技术了由人力和锂电池电力相互混合的电动助力自行车，为骑行者提供骑行助力。
[0004]但实践中发现，上述的电动助力自行车大多存在以下问题：
[0005]1、需要外接能量输入系统充电系统，以便补充系统的能源消耗，其储能系统储存的能量往往很大，这导致系统成本比较高；
[0006]2、下坡时骑行者需要经常制动，将自行车的动能转化成热能浪费掉，从而导致自行车的能源效率较低。
[0007]因此，需要提供一种基于制动能量转化的无源助力自行车以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0008]本技术主要解决的技术问题是提供一种基于制动能量转化的无源助力自行车，解决了现有的电动助力自行车因需要外接能量输入系统充电系统而导致系统成本高，以及能源效率较低的问题，在让自行车在利用制动能转化为动能的同时，有效的保证了使用过程中助力器的顺畅工作，能够让自行车在恶劣的环境中依旧高效稳定。
[0009]为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是提供一种基于制动能量转化的无源助力自行车，包括变速箱1、步进电机2、助力器装置3与蓄电池装置4；其中，所述步进电机2、所述助力器装置3与所述变速箱1依次连接，所述变速箱1、步进电机2、助力器装置3与蓄电池装置4分别安装于自行车车架上，所述蓄电池装置4与所述步进电机2连接。
[0010]优选，所述变速箱1的总传动比为2.5。
[0011]优选，所述变速箱1为采用二级同步带轮结构。
[0012]优选，无源助力自行车为采用Boost升压电路作为能量反馈升压主回路的核心部分，所述能量反馈升压主回路由功率管、储能电感、二极管、及滤波电容组成。
[0013]优选，所述能量反馈升压主回路利用电压差进行供电。
[0014]优选，所述能量反馈升压主回路的工作由控制回路完成。
[0015]优选，所述助力器装置3内进一步包括单片机控制系统、驱动器、驱动棒与锂电池；其中，所述单片机控制系统、所述驱动器、所述驱动棒与所述锂电池分别独立设置于所述步进电机2与所述变速箱1之间。
[0016]优选，所述单片机控制系统为STC15F2K60S2内核单片机控制系统。
[0017]优选，所述无源助力自行车采用摩擦式助力。
[0018]优选，所述单片机控制系统内设有制动能量回收系统控制器。
[0019]本技术的有益效果是：本技术提供的一种基于制动能量转化的无源助力自行车，解决了现有的电动助力自行车因需要外接能量输入系统充电系统而导致系统成本高，以及能源效率较低的问题，在让自行车在利用制动能转化为动能的同时，有效的保证了使用过程中助力器的顺畅工作，能够让自行车在恶劣的环境中依旧高效稳定。
附图说明
[0020]图1是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的结构原理示意图；
[0021]图2是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的助力器装置的结构原理示意图；
[0022]图3是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的制动能量回收系统控制器的结构原理示意图；
[0023]图4是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的能量反馈升压主回路的结构原理示意图；
[0024]图5是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的Boost升压电路的结构原理示意图；
[0025]图6是本技术的一种基于制动能量转化的无源助力自行车的控制回路的结构原理示意图。
[0026]说明书附图中数字标识对应的部件名称分别如下：
[0027]变速箱1；步进电机2；助力器装置3；蓄电池装置4。
具体实施方式
[0028]下面结合图示对本技术的技术方案进行详述。
[0029]请参阅图1～图6，本实施例的基于制动能量转化的无源助力自行车，包括变速箱1、步进电机2、助力器装置3与蓄电池装置4；其中，步进电机2、助力器装置3与变速箱1依次连接，变速箱1、步进电机2、助力器装置3与蓄电池装置4分别安装于自行车车架上，蓄电池装置4与步进电机2连接。
[0030]优选，变速箱1的总传动比为2.5。
[0031]优选，变速箱1为采用二级同步带轮结构。
[0032]优选，无源助力自行车为采用Boost升压电路作为能量反馈升压主回路的核心部分，能量反馈升压主回路由功率管、储能电感、二极管、及滤波电容组成。
[0033]优选，能量反馈升压主回路利用电压差进行供电。
[0034]优选，能量反馈升压主回路的工作由控制回路完成。
[0035]优选，助力器装置3内进一步包括单片机控制系统、驱动器、驱动棒与锂电池；其中，单片机控制系统、驱动器、驱动棒与锂电池分别独立设置于步进电机2与变速箱1之间。
[0036]优选，单片机控制系统为STC15F2K60S2内核单片机控制系统。
[0037]优选，无源助力自行车采用摩擦式助力。
[0038]优选，单片机控制系统内设有制动能量回收系统控制器。
[0039]在本实施例中，步进电机2用专门的驱动器驱动，该驱动器通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，因此，本申请的变速箱1的总传动比取2.5；
[0040]以及，按同步带目前的传递功率，同步带变速箱可替代在其可承受的载荷范围内取代现有的变速箱，这种结构不需要池油润滑，更加环保无污染，且更加适应骑行过程遇到的各种恶劣工作环境，同时具有低噪音、效率高，并且节省材料使得重量轻、成本低；
[0041]以及，传递精度与齿轮基本相同，同样功率同样传动比的同步带减速机，要比现有的减速器节省至少一半的钢材，因此，本申请中的变速箱1为采用二级同步带轮结构。
[0042]优选，无源助力自行车通过采用Boost升压电路作为能量反馈升压主回路的核心部分，可将电路中较低的电压升高，满达到充电的效果与要求。
[0043]优选，本申请的控制回路可产生PWM信号以驱动功率M0S管，继而采集瞬时输出电压和电流的信息，以通过反馈使充电时电压和电流合适。
[0044]优选，本申请通过由变速箱1、步进电机2、助力器装置3与蓄电池装置4构成一个结构紧凑、小巧、便于安装的设计；助力器装置3可与车架进行枢接，在助力器装置3相对车架枢转而使驱动棒与自行车的车轮接触或脱离接触，可以使得本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于制动能量转化的无源助力自行车，其特征在于：包括变速箱(1)、步进电机(2)、助力器装置(3)与蓄电池装置(4)；其中，所述步进电机(2)、所述助力器装置(3)与所述变速箱(1)依次连接，所述变速箱(1)、步进电机(2)、助力器装置(3)与蓄电池装置(4)分别安装于自行车车架上，所述蓄电池装置(4)与所述步进电机(2)连接。2.根据权利要求1所述的基于制动能量转化的无源助力自行车，其特征在于：所述变速箱(1)的总传动比为2.5。3.根据权利要求2所述的基于制动能量转化的无源助力自行车，其特征在于：所述变速箱(1)为采用二级同步带轮结构。4.根据权利要求3所述的基于制动能量转化的无源助力自行车，其特征在于：无源助力自行车为采用Boost升压电路作为能量反馈升压主回路的核心部分，所述能量反馈升压主回路由功率管、储能电感、二极管、及滤波电容组成。5.根据权利要求4所述的基于制动能量转化的无源助力自...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦太兴，李秀寅，黄旭杰，龚苇，张泽鑫，陈诺迪，单锟，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：新型
国别省市：