一種氣動自行車的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種新型高效的氣動自行車。該自行車包括車體1、車輪2、鏈條3、前鏈輪4，還包括里程表5、霍爾轉把6、鴨嘴離合器Ⅰ7、鴨嘴離合器Ⅱ8、氣瓶9、氣缸Ⅰ10、氣缸Ⅱ11和電磁閥；該自行車采用高效的氣路系統(tǒng)：自行車啟動時采用雙氣缸做功方式，勻速行駛時采用單氣缸做功方式，節(jié)能而又高效。自行車采用的鴨嘴式離合器有兩個行程，即工作行程和快退行程，實現(xiàn)了鏈條的單向旋轉。自行車不使用電氣控制時，鴨嘴式離合器保持與鏈條的分離狀態(tài)，鏈條可以雙向運動，實現(xiàn)了由電氣控制到人工操作的切換。自行車自重約35Kg，載荷100Kg時最高時速35Km/h，充氣時間約十分鐘，一次充氣可行駛45Km，充氣成本不足一元。
【專利說明】一種氣動自行車

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種交通代步工具，更具體地說，涉及一種氣動自行車。

【背景技術】
[0002]自行車是一種健康、方便、環(huán)保的代步工具，但是自行車一般只適合在路程較短時使用，而且速度較慢。在路面坡度較大或者天氣惡劣的情況下問題尤為突出。
[0003]目前，市場上還有電動自行車和以氣壓馬達為驅動的氣動自行車，在一定程度上解決了上述問題。但是電動自行車消耗電能，而我國目前還是以火力發(fā)電為主，從而間接的造成了環(huán)境污染。此外電動自行車的電池回收等問題仍難以克服，在我國部分地區(qū)，電動自行車已被禁止使用。而氣壓馬達對氣體的利用率極低，對壓縮氣體和能源造成了極大浪費。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型提供一種新型高效的氣動自行車，包括車體1、車輪2、鏈條3、前鏈輪4，還包括里程表5、霍爾轉把6、鴨嘴離合器I 7、鴨嘴離合器II 8、氣瓶9、氣缸I 10、氣缸II 11和電磁閥。
[0005]所述霍爾轉把6安裝在普通自行車轉把位置，取代了自行車轉把；所述里程表5安裝在霍爾轉把6上；所述氣瓶9通過支架固定在車體后部；所述氣缸I 10固定在前鏈輪4左邊，所述氣缸II 11固定在車體后端的支架上；所述氣缸的進氣口處裝有電磁閥；所述鴨嘴離合器I 7和氣缸I 10的氣缸桿連接；所述鴨嘴離合器II 8和氣缸II 11的氣缸桿連接；自行車鏈條3穿過兩個鴨嘴離合器。
[0006]所述鴨嘴離合器I 7和鴨嘴離合器II 8包括基座12、軌道板13、離合下顎14、鏈條夾下頁15、離合上顎16、鏈條夾上頁17和導輪18。
[0007]氣缸桿穿過所述基座12上的孔，基座12可以在氣缸桿上滑動；所述軌道板13固定安裝在氣缸桿前端，軌道板13上有軌道19 ;所述離合下顎14和基座12鉸接，離合下顎14上有導柱20，導柱20和軌道板13上的軌道19配合安裝；
[0008]基座12上有鏈條孔21，自行車鏈條3穿過鏈條孔21 ;離合下顎14和軌道板13位于鏈條3同側；離合上顎16位于鏈條另一側，固定在基座12上；鏈條夾上頁17和鏈條夾下頁15分別固定在離合上顎16和離合下顎14上，鏈條夾上頁17和鏈條夾下頁15位置相對，咬合時夾緊鏈條，分開時鏈條可自由通過；導輪18安裝在離合上顎16前端。
[0009]本實用新型的有益效果是，公開了一種新型高效的氣動自行車。該自行車采用高效的氣路系統(tǒng):自行車啟動時采用雙氣缸做功方式，勻速行駛時采用單氣缸做功方式，節(jié)能而又高效。采用的鴨嘴式離合器有兩個行程，即工作行程和快退行程，實現(xiàn)了鏈條的單向旋轉。自行車不使用電氣控制時，鴨嘴式離合器保持與鏈條的分離狀態(tài)，鏈條可以雙向運動，實現(xiàn)了由電氣控制到人工操作的切換，并且自行車一次充氣可行駛45Km，充氣成本不足一元，經濟高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是氣動自行車示意圖；
[0011]圖2是鴨嘴離合器示意圖；
[0012]圖3是自行車控制系統(tǒng)中的測速電路圖；
[0013]圖4是自行車氣路圖；
[0014]圖5是自行車氣動自行車工作流程圖。
[0015]其中:
[0016]1、車體2、車輪3、鏈條4、前鏈輪
[0017]5、里程表 6、霍爾轉把 7、鴨嘴離合器I 8、鴨嘴離合器II
[0018]9、氣瓶10、氣缸I 11、氣缸II 12、基座
[0019]13、軌道板 14、鏈條夾下頁15、離合上顎 16、鏈條夾上頁
[0020]17、鏈條夾上頁18、導輪19、軌道20、導柱
[0021]21、鏈條孔。

【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)結合【具體實施方式】進一步說明本實用新型提供的氣動自行車，如圖1所示，包括車體1、車輪2、鏈條3、前鏈輪4，其特征在于:所述自行車還包括里程表5、霍爾轉把6、鴨嘴離合器I 7、鴨嘴離合器II 8、氣瓶9、氣缸I 10、氣缸II 11和電磁閥。
[0023]如圖2所示，所述霍爾轉把6安裝在普通自行車轉把位置，取代了自行車轉把；所述里程表5安裝在霍爾轉把6上；所述氣瓶9通過支架固定在車體后部；所述氣缸I 10固定在前鏈輪4左邊，所述氣缸II 11固定在車體后端的支架上；所述氣缸的進氣口處裝有電磁閥；所述鴨嘴離合器I 7和氣缸I 10的氣缸桿連接；所述鴨嘴離合器II 8和氣缸II 11的氣缸桿連接；自行車鏈條3穿過兩個鴨嘴離合器。
[0024]所述鴨嘴離合器I 7和鴨嘴離合器II 8包括基座12、軌道板13、離合下顎14、鏈條夾下頁15、離合上顎16、鏈條夾上頁17和導輪18。
[0025]氣缸桿穿過所述基座12上的孔，基座12可以在氣缸桿上滑動；所述軌道板13固定安裝在氣缸桿前端，軌道板13上有軌道19 ;所述離合下顎14和基座12鉸接，離合下顎14上有導柱20，導柱20和軌道板13上的軌道19配合安裝。
[0026]基座12上有鏈條孔21，自行車鏈條3穿過鏈條孔21 ;離合下顎14和軌道板13位于鏈條3同側；離合上顎16位于鏈條另一側，固定在基座12上；鏈條夾上頁17和鏈條夾下頁15分別固定在離合上顎16和離合下顎14上，鏈條夾上頁17和鏈條夾下頁15位置相對，咬合時夾緊鏈條，分開時鏈條可自由通過；導輪18安裝在離合上顎16前端。
[0027]自行車采用鏈條傳動將氣缸的直線運動變換為車輪的轉動。鏈傳動的使用范圍是傳動功率一般為10kW以下，效率在0.92?0.96之間，傳動比i不超過7，傳動速度一般小于15m/s。離合機構采用超越離合器和自行設計的鴨嘴離合相結合。超越離合器(標準件)，它一端軸孔接主動軸，另一端軸孔接從動軸，當外環(huán)不動，主動軸順時針或逆時針轉動時，從動軸也同步轉動，而當從動軸受外力矩的作用時，順時針或逆時針都不能轉動。常與滾珠絲杠副或其它部件配套，作為防止逆轉機構，也可以單獨使用作為精確定位，傳遞力矩或切斷力矩的傳遞。
[0028]鴨嘴式離合機構的工作原理:
[0029]鴨嘴式離合器有兩個行程，即工作行程和快退行程。在工作行程時，氣缸連桿與可轉動的離合下顎14行成了一個曲柄滑塊機構，連桿推動離合下顎14繞鉸鏈旋轉。使離合下顎14與鏈條3的夾角變小，直至離合下顎14上面的鏈條夾下頁15與鏈條3緊緊咬合，使鏈條夾下頁15與鏈條3保持相對靜止實現(xiàn)靜摩擦。在靜摩擦力的作用下鴨嘴式離合器推動車輛單向運動。在快退行程時氣缸連桿帶動離合下顎14繞鉸鏈逆向旋轉，鴨嘴式離合器離合下顎14與鏈條3分離，帶動鏈條夾下頁15與鏈條3分離，鏈條3無旋轉運動。鴨嘴式離合器的工作行程與快退行程實現(xiàn)了鏈條3的單向旋轉，并且在不使用電氣控制時兩鴨嘴式離合器保持與鏈條3分離，鏈條3可以雙向運動，實現(xiàn)了由電氣控制到人工操作的切換。
[0030]鴨嘴離合器工作工程如下:
[0031](I)氣缸與鏈條之間采用特有的鴨嘴式離合機構連接；
[0032](2)當氣缸桿推出時與其連接的開有軌道19的軌道板13，迫使軌道內的導柱20上升，導柱20的上升即是離合下顎14的上升，鏈條夾下頁15也同時上升與鏈條夾上頁17配合咬合鏈條3的凹陷部分使鏈條3與氣缸一塊動作；
[0033](3)當氣缸收回時軌道板13后退，離合下顎14下降，使氣缸與鏈條3離開。
[0034]為了保證鏈條與鴨嘴式離合器的平穩(wěn)接觸，在鴨嘴式離合器上面加了導輪18，可實現(xiàn)鴨嘴式離合器在導輪18的作用下沿鏈條的方向運動，使鴨嘴式離合器工作更加穩(wěn)定。
[0035]如圖3所示，所述氣動自行車還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括單片機、霍爾傳感器和比較器；所述霍爾傳感器對車輪轉速進行檢測，并輸出電平信號，電平信號輸入比較器，比較器輸出脈沖信號，脈沖信號提供給單片機；單片機計算后對氣缸進行控制，從而調節(jié)輸出功率。所述單片機采用STC12C2052AD型單片機；霍爾傳感器采用CS3020型。
[0036]當元件敏感面磁場強弱變化時，其輸出為1.0V?4.2V連續(xù)線性變化(若電源供電為5V)。里程表顯示用的是1602IXD液晶，也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。測速機構控制電路采用霍爾測速(圖2)。當車輪轉動時，霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號，此時的車速計算就是將脈沖頻率轉換為車輪的轉速。
[0037]根據(jù)圖4說明自行車氣路系統(tǒng)工作過程如下:
[0038](I)氣動自行車啟動時，氣缸a和氣缸b的桿伸出，閥a和閥b得電，閥c和閥d失電,氣缸a和氣缸b的桿收回,推動鏈條運動；
[0039](2)連續(xù)工作幾個周期后，車被啟動起來，速度達到一定值，接下來就是單缸運行，閥a得電，閥b失電，閥c和閥d得電，閥a、閥C、閥d工作在右位，氣缸a有桿腔排出的氣經閥d的右位進入到氣缸b的右位，使氣缸b的桿收回，同時節(jié)省了一部分氣體；
[0040](3)閥a失電，閥b得電，閥c和閥d得電，閥b、閥C、閥d工作在右位，氣缸b有桿腔排出的氣體經閥d的右位進入到氣缸a的有桿腔，使氣缸a的桿收回，同時又節(jié)省了一部分氣體；
[0041]上述過程周而復始，循環(huán)往復，節(jié)能而又高效。
[0042]根據(jù)圖5說明自行車工作過程:
[0043]開機先判斷速度，車速低于某一值時，雙缸同時動作；當大于此值時單缸交替省氣運行；停機時氣缸全部收回，使鴨嘴式離合離開，不影響倒車。具體過程如下:
[0044](I)開機檢測剎車狀態(tài)，如果為剎車狀態(tài)，控制器斷開電磁閥，氣缸停止運行，否則進行下一步；
[0045](2)檢測霍爾把手狀態(tài)，如果輸出電壓為0，車輛靜止，否則進行下一步；
[0046](3)對霍爾把手信號進行處理，控制兩個氣缸同時動作；
[0047](4)檢測后輪速度，并在顯示盤上顯示；
[0048](5)檢測速度，如果大于設定速度，則切換為兩氣缸交替工作狀態(tài)，從而保持設定速度；如果速度小于設定速度，則保持雙氣缸工作狀態(tài)，從而進一步加速以達到設定速度。
[0049]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種氣動自行車，包括車體(I)、車輪(2)、鏈條(3)、前鏈輪(4)，其特征在于:所述自行車還包括里程表(5)、霍爾轉把(6)、鴨嘴離合器I (7)、鴨嘴離合器II⑶、氣瓶(9)、氣缸I (10)、氣缸II (11)和電磁閥； 所述霍爾轉把(6)安裝在普通自行車轉把位置，取代了自行車轉把；所述里程表(5)安裝在霍爾轉把(6)上；所述氣瓶(9)通過支架固定在車體后部；所述氣缸I (10)固定在前鏈輪(4)左邊，所述氣缸II (11)固定在車體后端的支架上；所述氣缸的進氣口處裝有電磁閥；所述鴨嘴離合器I (7)和氣缸I (10)的氣缸桿連接；所述鴨嘴離合器II (8)和氣缸II (11)的氣缸桿連接；自行車鏈條(3)穿過兩個鴨嘴離合器。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣動自行車，其特征在于:所述鴨嘴離合器I(7)和鴨嘴離合器II⑶都包括基座(12)、軌道板(13)、離合下顎(14)、鏈條夾下頁(15)、離合上顎(16)、鏈條夾上頁(17)和導輪(18)； 氣缸桿穿過所述基座(12)上的孔，基座(12)可以在氣缸桿上滑動；所述軌道板(13)固定安裝在氣缸桿前端，軌道板(13)上有軌道(19);所述離合下顎(14)和基座(12)鉸接，離合下顎(14)上有導柱(20)，導柱(20)和軌道板(13)上的軌道(19)配合安裝； 基座(12)上有鏈條孔(21)，自行車鏈條(3)穿過鏈條孔(21);離合下顎(14)和軌道板(13)位于鏈條(3)同側；離合上顎(16)位于鏈條另一側，固定在基座(12)上；鏈條夾上頁(17)和鏈條夾下頁(15)分別固定在離合上顎(16)和離合下顎(14)上，鏈條夾上頁(17)和鏈條夾下頁(15)位置相對，咬合時夾緊鏈條，分開時鏈條可自由通過；導輪(18)安裝在離合上顎(16)前端。
【文檔編號】B62M6/00GK203921100SQ201420211687
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李吉, 于向蕾, 常凱 申請人:大連大學