一種機械式制動能量回收自行車，其傳動機構通過第一鏈輪和第一超越鏈輪與自行車后軸聯接，通過第一錐齒輪和第二錐齒輪與第三錐齒輪嚙合實現同彈簧蓄能器聯接；控制機構由安裝在車把上的蓄能式制動閘、前行助力閘和后退輔助閘構成，分別通過閘線與傳動機構中相對應的凸輪拉桿聯接。該自行車利用機械方式將制動動能回收，在啟動或加速時將能量釋放，達到節能和環保目的。輸入采用四級傳動，輸出為對稱四級傳動，能量利用效率高；機械式控制機構結構簡單，造價低，易操作，符合騎車習慣；彈簧蓄能器重量輕，體積小，將其作為車梁，不改變車體外形；該車還具有后退功能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及自行車，特別是一種利用彈簧作儲能元件的機械式制動能量回收自行車。
技術介紹
目前，隨著人類的大量開采，全球能源資源供應越來越緊張，節能和環保已經成為社會的一個主要問題。目前，我國自行車市場主要銷售電動自行車和普通人力自行車，這兩種自行車都是靠傳統的摩擦制動方式剎車，頻繁的剎車制動將大量動能轉化為熱能白白損失。為回收這部分剎車能量，目前有兩種方式一種是將電動自行車的電動機通過電路轉換等復雜設計轉換成既能當電動機使用、也能當發電機使用的兩用型電機，將剎車制動能量轉化為電能進行回收；另一種是采用純機械式蓄能裝置將剎車制動能量轉換為其他形式的機械能進行回收。第一種方法的缺點是電動機結構和電路設計復雜，電池價格高、耗損大、 壽命短，能量利用率低，且存在污染。而第二種方法卻簡單易行，將剎車制動能量用高效率的蓄能裝置儲存起來，在自行車啟動或加速時釋放，具有極大的節能與環保意義，同時通過機械結構優化可減輕裝置重量；合理布局蓄能裝置可使普通人力自行車美觀大方，改善騎車的舒適性，從而實現普通人力自行車的改進。據文獻報導，目前已有人對利用彈簧蓄能在進行研究。ZL201020165328. 6號專利公開了一種剎車能量回收彈射裝置，主要用卷簧將剎車能量回收應用于汽車；ZL2010202734569. 2號專利公開的機械儲能式半自動自行車和申請號為00107108. 4的專利申請公開的渦卷彈簧蓄能助力自行車主要用發條將人力和自行車的慣性沖力轉換為機械力加以儲存，在上坡或逆風行駛時將能量釋放，以改善騎車舒適性，但其只起到省力作用，未起到回收制動能量的作用。ZL200620066939. 9號專利還公開了一種新型機械儲能裝置，利用扭簧對交通工具進行蓄能，但沒有涉及到電動自行車和普通人力自行車在制動時回收能量。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述現有技術存在的缺陷和不足，提供一種機械式制動能量回收自行車。利用圓柱螺旋壓縮彈簧做儲能元件，將自行車剎車時的動能轉化為彈簧勢能存儲起來，避免其被摩擦方式轉化為熱能而耗散掉；在啟動或加速時再將該能量釋放，達到節能和省力的效果。為實現上述目的本專利技術提供的機械式制動能量回收自行車，包括前車架、后車架、車座、腳蹬、大鏈輪、自行車前輪、自行車后輪、傳動機構、儲能機構和控制機構；其中傳動機構包括固定安裝在自行車后軸上的第一鏈輪、第一超越鏈輪、第二超越鏈輪和安裝在后車架下部齒輪箱中的齒輪傳動組件；所述儲能機構為上端與前車架固定連接、下端與傳動機構相接的彈簧蓄能器；所述控制機構包括安裝在前車架車把上、并分別通過閘線與傳動機構相接的蓄能式制動閘、前行助力閘和后退輔助閘。所述齒輪箱中的齒輪傳動組件，包括第一花鍵軸、第二花鍵軸、第三花鍵軸和第一凸輪軸、第二凸輪軸、第三凸輪軸；第一花鍵軸上安裝有第一套筒，第二花鍵軸上安裝有第二套筒和第一齒輪，第一齒輪兩側被嵌入在第二花鍵軸上的卡簧固定；第一花鍵軸內側軸端有小光軸，其上套有第一滾針軸承，并插入到第二花鍵軸內側軸端的內孔里形成配合；第一花鍵軸與第二花鍵軸兩端安裝有第一滾動軸承和第二滾動軸承，并支承在齒輪箱上；第三花鍵軸上安裝有第三套筒、第四套筒、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二齒輪，第一錐齒輪、第二錐齒輪和第二齒輪軸向固定；第二齒輪與第一齒輪嚙合；第三花鍵軸兩端安裝有第一單向軸承和第二單向軸承，并支承在齒輪箱上；第一凸輪軸上安裝有第一撥叉，第一撥叉與第一套筒形成配合；第二凸輪軸上安裝有第二撥叉，第二撥叉與第二套筒形成配合；第一凸輪軸內側軸端有小光軸，第二滾針軸承套在小光軸上，并插入到第二凸輪軸內側軸端的內孔里形成配合；第一凸輪軸和第二凸輪軸外側軸端分別固定有第一凸輪拉桿和第二凸輪拉桿，第一復位彈簧和第二復位彈簧一端固定在齒輪箱上，另一端分別連接在第一凸輪拉桿和第二凸輪拉桿上；第三凸輪軸上安裝有第三撥叉和第四撥叉，兩者分別與第三套筒和第四套筒配合；第三凸輪軸外側一端固定有第三凸輪拉桿，第三復位彈簧一端固定在齒輪箱上，另一端連接在第三凸輪拉桿上。 所述彈簧蓄能器有一上端與前車架固定連接、下端與齒輪箱固定連接的長筒形蓄能器外筒，在蓄能器外筒內有滾珠絲杠，該滾珠絲杠通過鍵與第三錐齒輪連接，第三錐齒輪與所述第一錐齒輪和第二錐齒輪形成配合；滾珠絲杠兩端裝有第三滾動軸承和推力軸承，第三滾動軸承位于滾動軸承座板內，滾動軸承座板兩個側面分別通過螺栓與蓄能器外筒和軸承蓋聯接；推力軸承座板通過螺栓固定在蓄能器外筒上；壓板固定在絲母上，圓柱螺旋壓縮彈簧位于壓板和滾動軸承座板之間，壓板側面裝有螺栓桿，螺栓桿由微型滾動軸承支承在蓄能器外筒筒壁的導槽內。所述控制機構的蓄能式制動閘通過閘線與所述第一凸輪軸上的第一凸輪拉桿聯接；前行助力閘通過閘線與第三凸輪軸上的第三凸輪拉桿聯接，后退輔助閘通過閘線與第二凸輪軸上的第二凸輪拉桿聯接。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是I、該機械式制動能量回收自行車輸入采用四級傳動，其中包括一級鏈傳動，兩級齒輪傳動和一級絲杠絲母傳動；輸出為對稱機構，也為四級傳動，能量利用效率高。2、控制系統采用純機械式，結構簡單，造價低，使用壽命長，無污染；操作簡單易行，只要按下蓄能式制動閘，自行車動能被存儲為彈簧勢能，實現自行車制動，按下前行助力閘，彈簧勢能轉化為自行車動能，實現啟動或加速，控制方式符合自行車騎車習慣。3、彈簧蓄能器重量輕，體積小，可沿自行車或電動車的車體布局，利用其蓄能器外筒的外形特點，將其作為車梁，不改變車體的外形。4、本專利技術自行車具有后退功能。附圖說明圖I為本專利技術機械式制動能量回收自行車的整體結構立體圖；圖2為圖I中自打車后輪的后視圖；圖3為圖I中蓄能器外筒與齒輪箱相互連接的立體圖4為圖3中齒輪箱的放大圖；圖5為圖4順時針轉動90度視圖；圖6為圖4中與第一花鍵軸和第二花鍵軸配合的組件立體圖；圖7為圖4中與第三花鍵軸配合的組件立體圖；圖8為彈簧蓄能器的縱向剖視圖。圖中1-自行車后輪，2-自行車后軸，3-第一鏈輪，4-第一超越鏈輪，5-第二鏈輪，6-第三鏈輪，7-第一花鍵軸，8-第二花鍵軸，9-第一齒輪，10-第一套筒，11-第二套筒,12-第一滾動軸承，13-第二滾動軸承，14-第一滾針軸承，15-第二齒輪,16-第一錐齒輪，17-第二錐齒輪，18-第三套筒，19-第四套筒，20-第一單向軸承，21-第二單向軸承，22-第三花鍵軸，23-第一凸輪軸，24-第二凸輪軸，25-第一撥叉，26-第二撥叉，27-第二滾針軸承，28-第一凸輪拉桿，29-第二凸輪拉桿，30-第一復位彈簧，31-第二復位彈簧， 32-第三凸輪軸，33-第三撥叉，34-第四撥叉，35-第三凸輪拉桿，36-第三復位彈簧，37-齒輪箱，38-第二超越鏈輪，39-大鏈輪，40-第三錐齒輪，41-滾珠絲杠，42-軸承蓋，43-第三滾動軸承，44-滾動軸承座板，45-蓄能器外筒，46-圓柱螺旋壓縮彈簧，47-絲母，48-壓板，49-螺栓桿，50-微型滾動軸承，51-推力軸承，52-推力軸承座板，53-連接法蘭，54-前車架，55-蓄能式制動閘，56-前行助力閘，57-后退輔助閘，58-后車架。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。本專利技術機械式制動能量回收自行車整體如圖I和圖2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種機械式制動能量回收自行車，包括前車架（54）、后車架（58）、車座、腳蹬、大鏈輪（39）、自行車前輪、自行車后輪（1）、傳動機構、儲能機構和控制機構；其特征在于：所述傳動機構包括固定安裝在自行車后軸上的第一鏈輪（3）、第一超越鏈輪（4）、第二超越鏈輪（38）和安裝在后車架下部齒輪箱（37）中的齒輪傳動組件；所述儲能機構為上端與前車架固定連接、下端與傳動機構相接的彈簧蓄能器；所述控制機構包括安裝在前車架（54）車把上、并分別通過閘線與傳動機構相接的蓄能式制動閘（55）、前行助力閘（56）和后退輔助閘（57）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬明旭，霍曉佩，劉公雨，謝中淮，陳述平，王志寶，盧海超，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：
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