一种发电机以及使用该发电机的电动自行车制造技术

本发明专利技术提供了一种发电机以及使用该发电机的电动自行车，其中发电机包括固定于自行车车架上的外壳；外转子，安装在所述外壳内；内转子，安装在所述外转子内；所述外壳内具有两个与自行车的曲柄传动轴转动连接的驱动齿轮，其中外转子驱动齿轮通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子驱动齿轮通过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋转，使得所述外转子和内转子相对反向旋转；发电机产生的电经电路传送到电动机，电动机驱动自行车前进。这样在磁通量不变的情况下，发电机驱动力矩和驱动速度相应降低，骑车人的体力消耗更少，而且不必使用蓄电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通工具
，特别涉及一种发电机以及使用该发电机的 电动自行车。
技术介绍
随着生活水平和质量的不断提高，人们在享受炫丽多采生活的同时，对生 活质量和工作效率的关注程度也在提高。大气环境质量，二氧化碳及温室气体 排放等专业词汇已经成了百姓的口头禅。因此可以想象人们对生活质量的重视 程度已"今非昔比"。除此之外随着交通工具的不断更新工作效率也明显提高， 人们的活动半径继续扩大，从而促使人们的信息量和生活质量迅速提高。众所周知，现代化交通工具汽车的使用量如"井喷"一样发展，汽车尾气的排 放和交通拥堵成为令人"头疼"的社会问题，因此"减排"和"健康"成为人们关心的头等大事。19世纪自行车专利技术在20世纪得到了迅猛发展。给人们出行带来方便 的同时也扩大了人们出行的范围，丰富了人们的生活，促进了社会进步。20世 纪90年代电动自行车进入人们的生活，但是"新生事物"往往是一把双刃剑，人 们在享受电动自行车带来的较高的出行效率和更大的活动半径的同时，人们发 现蓄电池的容量和蓄电池的重量成正比，蓄电池的容量越大其自重也越大，由 于受到蓄电池自重的限制，电动自行车行驶半径并不会无限扩大，"蓄电池"本 身消耗了很大能量。又因为蓄电池大量使用造成环境的污染，尤其是"铅酸"等物 质造成的重金属和强酸污染。再加上蓄电池的充电次数的限制及寿命等因素， 使得电动自行车的运行成本相对自行车而言"居高不下"。由于蓄电池的不良表 现，使电动自行车在人们心目中的地位大打折扣，虽然电动自行车存在种种不 尽如人意的地方，然而从电动自行车的普及率和拥有量来看，高效率低价位的 代步工具符合民用交通工具发展的需求。受到传统理念的束缚，目前带发电机的电动自行车为单向驱动定子或转子 旋转，换句话说有两种选择， 一种是定子固定不动，转子被外力驱动旋转发 电；另一种是"外转子式"，暨原来转动的转子固定不动，原来固定的"定子"旋转。不管采用哪种方式，都没有改变单向驱动的模式，这种传统的发电机结构有一 个弱点，就是由于采用单向驱动模式，要求转子必须以很高的旋转速度来切割 磁力线发电。这样一来发电机需要经过多级增速齿轮的驱动机构，驱动力矩增 加，也增加了中间环节的能量损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新型发电机以及使用该发电机的电动自行车， 可以在保留人力带动链条驱动后轮转动这种传统驱动方式和保持高效便捷等基 本功能的基础上，对传统的电动自行车用发电机进行改进，得到一种新型高效 的发电机，由人力驱动这种低速发电机发出的电经电刷引出并输入到电路中， 再经由电路传送到电动机，电动机驱动自行车前进，并通过变频调速电路改变 驱动电机的转速，从而改变电动自行车的行进速度。鉴于上述目的，本专利技术提供了一种用于电动自行车的发电机，包括固定于自行车车架上的外壳；外转子，安装在所述外壳内；内转子，安装在所述外转 子内；所述外壳内具有两个与自行车的曲柄传动轴转动连接的驱动齿轮，其中 外转子驱动齿轮通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子驱动齿轮通 过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋转，使得所 述外转子和内转子相对反向旋转。正因如此，在磁通量不变的情况下，发电机 驱动力矩和驱动速度相应降低；脚蹬的运动经由曲柄传动轴传递给外壳内的各 驱动齿轮，再分别通过传动机构驱动外转子和内转子相对反向旋转，从而驱动 发电机。所述传动机构可以是齿轮传动， 一侧用皮带传动或链条传动。作为优选，所述驱动齿轮分别经由单向离合器与曲柄传动轴转动连接。作为优选，所述外转子内设有永磁材料，所述内转子由转子铁芯和线圈组 成；或者，所述内转子内设有永磁材料，所述外转子由转子铁芯和线圈组成。作为优选，所述发电机具有电刷和集电环，集电环安装在内转子的轴上，与所述线圈连接并延伸到外转子的外侧，电刷安装在所述外壳上。 作为优选，所述外转子带有飞轮。本专利技术还提供了一种电动自行车，包括前轮，后轮，连接前轮的方向控制 器，脚蹬，曲柄，发电机和电动机，发电机与曲柄的传动轴转动连接，发电机包括固定于自行车车架上的外壳；外转子，安装在所述外壳内；内转子，安装 在所述外转子内；所述外壳内具有两个与自行车的曲柄传动轴转动连接的驱动 齿轮，其中外转子驱动齿轮通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子 驱动齿轮通过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋 转，使得所述外转子和内转子相对反向旋转；发电机产生的电传送到电动机， 电动机驱动自行车前进。作为优选，所述发电机产生的电经电刷引出并输入到电路中，再经由电路 传送到电动机。电路包含DC-DC变换电路(直流一直流变换电路)、变频调速 电路、控制电路及过载保护电路，电动机的转速由变频调速电路控制。所述电动自行车还包含有依靠人力带动链条驱动后轮转动这种自行车传统 的驱动方式，骑车人可以通过离合装置选择在传统的链条带动后轮的驱动方式 和发电机发电输给电动机带动后轮的驱动方式之间切换。本专利技术提供的可健身的电动自行车与传统的电动自行车相比，本专利技术将发 电机的转子设计成特有的双层互动结构，将发电机的集电器延伸到发电机外部， 将原来的"定子和转子"复合成相向转动的转子。这样优化了电路设计和机械结构 设计，骑车人踏动脚蹬和曲柄，带动"定子和转子"复合成相向旋转的转子组合式 发电机作电源，在保持"定子和转子"相对旋转速度较高的同时，减少传动的齿轮， 降低驱动机构输入时的驱动力，优化驱动结构，减少驱动力距，降低骑车人的 体力消耗。同时实现取消蓄电池，降低了健身电动自行车的重量，消除了反复 充电的烦脑，消除污染，提高效率和活动范围，扩大了行驶距离，保留了自行 车的骑行方式，清洁、高效、绿色、环保，暨锻练了身体又保护了环境，可以 说是绿色交通工具，符合电动自行车发展方向。下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步地详细说明。对于所属
的技术人员而言，从对本专利技术的详细说明中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。 附图说明图1是本专利技术一较佳实施例的电动自行车的示意图。图2是本专利技术一较佳实施例的发电机的剖面图。图3是本专利技术另一较佳实施例的发电机的剖面图。图4A和4B是图2所示的发电机的齿轮连接及传动方式图。图5A和5B是图3所示的发电机的齿轮连接及传动方式图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术所述的发电机及使用该发电机的电动 自行车作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术的一较佳实施例的电动自行车1具有前轮14、后轮15、 连接前轮14的方向控制器12，车座13、脚蹬161， 162、双输入齿轮17、铰链 18、复合组合转子发电机2。复合组合转子发电机2位于自行车1的中部，与电 动机(图中未示出)均位于外壳20内，与脚蹬161， 162所作用的齿轮传动连 接，连接方式不限。本专利技术一较佳实施例的发电机如图2，图4A， 4B所示，包括外壳20，外壳 20内具有两个分别经由单向离合器36， 38与曲柄191、 192的传动轴37转动连 接的驱动齿轮39、 32，脚蹬162通过曲柄192和传动轴37连接外转子驱动齿轮 39，其中传动轴37的一端由轴承352定位到外壳20，脚蹬161通过曲柄191和 传动轴37连接内转子驱动齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动自行车的发电机，包括　固定于自行车车架上的外壳（２０）；　外转子，安装在所述外壳（２０）内；　内转子，安装在所述外转子内；　其特征在于，　所述外壳（２０）内具有两个与自行车的曲柄传动轴（３７）转动连 接的驱动齿轮（３９，３２），其中外转子驱动齿轮（３９）通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子驱动齿轮（３２）通过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋转，使得所述外转子和内转子相对反向旋转，从而驱动发电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荆其林，何英杰，刘敏，刘贵军，荆涛，戴天耀，张晋嘉，
申请(专利权)人：荆其林，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]