太陽能可充電式水陸兩用電動自行車的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電動自行車領域，提供了一種太陽能可充電式水陸兩用電動自行車。該電動車具有自行車本體、水中轉向系統(tǒng)、浮力裝置系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)以及輔助功能系統(tǒng)。通過安裝在前車輪上的環(huán)形舵板實現(xiàn)電動車水上行駛時的靈活轉向，采用三角形浮力支撐形式，在前輪和后輪兩側分別安裝前輪氣囊和葉輪，前輪氣囊通過充氣實現(xiàn)開合，葉輪結構具有可伸縮性，葉輪內含有內外兩氣囊，外氣囊上裝有葉片，水上行駛時，葉輪葉片旋轉產(chǎn)生向前的推動力。該電動自行車具有便攜式充氣和充電功能，通過車座、車管等組成的隱形打氣筒可以對氣囊、輪胎等部件充氣，通過太陽能板及光電轉換裝置實現(xiàn)對電動自行車的充電，使電動自行車不僅滿足陸地上作為代步工具的需要，還實現(xiàn)了水上駕駛的需求，同時由于其車載太陽能可充電功能，使該新型電動自行車更加經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保。
【專利說明】太陽能可充電式水陸兩用電動自行車

【技術領域】
[0001]本實用新型設計了一種太陽能可充電式電動自行車，涉及交通運輸領域，其在滿足普通電動自行車陸地行走的功能情況下，還可實現(xiàn)水上駕駛等。該電動自行車應用范圍廣泛，在陸地騎行可做代步工具、可做移動廣告；在水上騎行，可娛樂休閑、組織水上競技及宣傳活動等。

【背景技術】
[0002]目前，現(xiàn)有的水陸兩用自行車有兩種類型。一種是對普通自行車進行改裝，即在前后輪兩側各裝有兩個可上下自由翻動的泡沫塑料的浮子或橡膠氣囊，在車子的后輪鋼絲上裝上葉片，在陸上行駛時，浮子向上翻起，和普通自行車一樣在陸上向前騎行，當遇到河溝時，將前后輪兩側的四個浮子翻下，踩踏腳板，后輪轉動，葉片驅動自行車前進，這種自行車雖然能實現(xiàn)水陸兩用行走，但是仍靠人力驅動，只能在平穩(wěn)水面上騎行，無法解決在風浪中的安全平穩(wěn)行駛問題，而且水上轉向性不好，改裝外形欠美觀，功能低；另一種是電動驅動類的水陸兩用交通工具，目前的研宄都集中在小型車輛、摩托艇、船體類等交通工具上面，對電動自行車的水陸兩用功能實現(xiàn)在功能原理、機械結構等方面研宄的較少，技術還不成熟，因此能夠開發(fā)一款安全可靠、功能便捷的水陸兩用自行車不僅可以滿足人們日常生活代步的需要，還可以作為一種休閑娛樂工具滿足人們自由方便的水上駕駛需求，具有廣闊的市場前景和良好的經(jīng)濟效益。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種實現(xiàn)水陸兩棲行駛的太陽能可充電式電動自行車，其作為方便的代步工具除滿足陸地上行駛需求外，還可以在水面駕駛。自行車由直流調速電機驅動，有太陽能板可對蓄電池進行充電，該自行車包括以下幾個關鍵部分:
[0004]自行車本體:自行車主體由車把、車架、車座、鏈輪、飛輪、輪胎組成，自行車本體是實現(xiàn)其他功能的關鍵零部件的安裝基礎。
[0005]水中轉向系統(tǒng):在自行車前輪安裝有一個輻板式的環(huán)形舵板，在吃水深度足夠的情況下，能夠實現(xiàn)轉向舵的功能。
[0006]浮力裝置系統(tǒng):該水陸兩用電動自行車采用三角形浮力形式，在前輪兩側加裝可折疊的氣囊(前輪氣囊)，在后輪兩側各加裝一個帶有氣囊的葉輪，靠氣囊在水中產(chǎn)生的浮力和葉輪在水中的旋轉產(chǎn)生推力，實現(xiàn)在水上行走。其中，前輪氣囊由左右兩個相同的氣囊組成，每個氣囊充氣后可形成大小為1/2半球的氣腔；葉輪是浮力裝置系統(tǒng)中的關鍵部件，由防護罩、保護罩夾板、軸頭，葉輪軸、葉輪連接軸、葉輪軸套、葉輪夾板、以及圓柱銷、螺釘、圓螺母、墊片等組成，可實現(xiàn)自由開合。
[0007]驅動系統(tǒng):該水陸兩用電動自行車有兩種驅動模式，一種是人力驅動，另一種是電動助力模式。在電動助力模式下，采用直流調速電機驅動，安裝有太陽能電池板可在閑置時及駕駛過程中對蓄電池進行充電，體現(xiàn)了電動車更節(jié)能、更環(huán)保、更經(jīng)濟的需要?？紤]到其所占空間和整體結構的需要，將蓄電池和電機置于后車箱內，將太陽能板及光電轉換設備置于前車箱中。
[0008]輔助功能:由于自行車的浮力裝置為橡膠氣囊，下水前必須進行打氣，因此，自行車的座管被設計成一個隱形打氣筒，車座可上下往復移動，即實現(xiàn)類似打氣筒的把手運動，通過座管下端的氣管對氣囊進行充氣，必要時也能對車胎進行充氣。
[0009]本發(fā)明以現(xiàn)有硬件條件為前提，開發(fā)的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車具有不污染空氣、保護環(huán)境、成本低、制造簡單、使用方便等特點，符合當代社會所提出的建設環(huán)保節(jié)能經(jīng)濟型城市的需要?？稍诖笾谐鞘?、鄉(xiāng)村街道、公園、水上娛樂場所等方便使用，既具有實用性又有趣味性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為太陽能可充電式水陸兩用電動自行車主視圖
[0011]圖2為圖1中1-C局部放大圖
[0012]圖3為圖2中C-C剖視圖
[0013]圖4為太陽能可充電式水陸兩用電動自行車俯視圖
[0014]圖5為圖4中葉輪37閉合時的結構圖
[0015]圖6為圖4中葉輪37展開時的結構圖
[0016]圖7為圖1中1-A局部放大圖
[0017]圖8為圖7中A-A剖視圖
[0018]圖9為圖1中1-B局部放大圖
[0019]圖10為圖9中B-B剖視圖
[0020]圖11為圖8中6-D局部放大圖
[0021]圖12為圖11中D-D剖視圖
[0022]附圖標記:
[0023]I一鏈條、2—鏈條、3—蓄電池、4一后車箱、5—后車蓋、6—電動機、7—鏈輪、8—后車架、9 一車座、10—活塞桿、11 一橡膠皮碗、12—車架、13—充氣管、14 一前叉豎管、15—車把、16—前太陽能板、17—前車籃、18—光電轉換控制器、19一前叉、20—后軸、21—鏈輪、22—飛輪組件上鏈輪、23—舵板、24—舵板夾板、25—前車輪輪輻、26—氣囊擋板、27—銷釘、28—氣囊夾板、29—前車軸、30—前氣囊、31—腳踏板、32—踏板軸、33—曲柄、34一鏈輪、35—輪胎、36—后太陽能板、37—葉輪、38—葉輪聯(lián)軸器、39—內軸頭、40 —圓螺母、41 一止動墊片、42—保護罩夾板、43—銷、44 一葉輪軸、45—葉輪軸套、46—葉輪夾板、47—銷、48—左保護罩、49 一葉輪連接軸、50—右保護罩、51—螺釘、52—銷、53—葉輪夾板、54—外氣囊、55—內氣囊、56—葉輪軸、57—葉輪夾板、58—圓螺母、59—止動墊片、60—外軸頭、61—銷、62—內棘輪、63—棘爪

【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明所提出水陸兩用太陽能可充電式電動自行車主要由自行車本體、水中轉向系統(tǒng)、浮力裝置系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)以及相應的輔助功能子系統(tǒng)組成。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖
5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12所示。
[0025]1、自行車本體
[0026]自行車本體由車把15、車架12、車座9、輪胎35等零部件組成，自行車本體是實現(xiàn)其他功能的關鍵零部件的安裝基礎。
[0027]2、水中轉向系統(tǒng)
[0028]為了能使電動自行車在水面上更好的控制前進方向，靈活轉向，在前車輪上安裝有舵板，如圖1、圖2所示。舵板23通過螺釘和舵板夾板24與前車輪輪輻25相連接、前車輪輪輻25裝配在自行車前車軸29上、當車輪在水面需要轉向時，手扳動車把15，通過前叉豎管14帶動前叉19左右轉動，由于前叉末端安裝在前車軸29上，從而帶動舵板也相應轉動，由于舵板被設計成有一定接觸面的環(huán)形輻板式結構，與傳統(tǒng)自行車鏤空的輻條結構相比，在一定的吃水深度下，能產(chǎn)生較大的舵力矩，從而能在水面上輕松轉向，實現(xiàn)舵的功能。
[0029]3、浮力裝置系統(tǒng)
[0030]該水陸兩用電動自行車能漂浮在水面上靠的是前輪兩側加裝的可折疊氣囊(前氣囊)以及后輪兩側加裝的帶有氣囊的葉輪來實現(xiàn)的，其中葉輪具有可伸縮性。
[0031]圖3剖視圖和圖4展示了前輪氣囊展開時的結構及外觀。前輪氣囊主要由氣囊擋板26、銷釘27、氣囊夾板28、前氣囊30組成，通過氣囊擋板26的螺紋孔與前車軸29相連，根據(jù)情況可方便拆卸。當前輪氣囊未充氣時，氣囊夾板28與氣囊擋板26貼合在一起，與地面垂直。當氣囊充氣后，氣囊夾板28繞銷釘27旋轉，被氣囊撐開后與氣囊擋板26成90°直角，同時氣囊形成大小為1/2半球的腔體。
[0032]葉輪是安裝于后軸兩側的可伸縮裝置，如圖4所示，圖4中37分別展示了在自行車后軸兩側的葉輪伸開和未伸開的情形。圖5為葉輪37閉合時的結構，圖6為葉輪伸開之后的結構。該裝置由保護罩48、50，保護罩夾板42、57、內軸頭39、外軸頭60、葉輪軸44、56，葉輪連接軸49、葉輪軸套45、葉輪夾板46、53等組成。葉輪閉合時，左保護罩48靠圓螺母40、止動墊片41和保護罩夾板42固定于軸頭39外端，軸頭39又通過圓柱銷43與葉輪軸44配合，葉輪軸44通過圓柱銷47與葉輪連接軸49配合，葉輪軸56通過圓柱銷52也與葉輪連接軸49配合，葉輪軸56通過圓柱銷61與外軸頭60相連，并用圓螺母58、止動墊片59和壓板57對其進行固定，葉輪內的軸系部件相鄰互為垂直成“ η ”型。保護罩則由螺釘固定在一起，防止葉輪“張開”。葉輪內放置氣囊，氣囊由內氣囊55和外氣囊54構成。當葉輪伸開時，由于葉輪軸44和葉輪軸56與葉輪連接軸49是銷連接，可以伸展成如圖6所示結構，其中外氣囊54左右各兩腔，外氣囊上安裝有葉片，可以由自行車后軸驅動帶動葉輪旋轉，產(chǎn)生推動力。外氣囊兩側開有通孔，通過葉輪夾板46、53和螺釘51與保護罩48、50相連。
[0033]4、驅動系統(tǒng)
[0034]該自行車有兩種驅動模式，一種是人力驅動，另一種是電動助力驅動模式。在人力驅動模式下，如圖1、圖7、圖8及圖9、圖10所示，人腳踏踏板31，通過踏板軸32，曲柄33帶動鏈輪34旋轉，通過傳動鏈條I帶動安裝于自行車后軸上的飛輪組件上的鏈輪22旋轉，從而帶動后軸20轉動，實現(xiàn)驅動。
[0035]如圖1及圖7、圖8所示，在電動助力驅動模式下，電機是整車的動力源，考慮到自行車還要在水面駕駛，必須要求電機和供電裝置要密封防水，因此在設計時將電機6和供電裝置3均向上提高安放到自行車后車架8上，并置于后車箱4中，加裝有后車蓋5，起到防塵放水的作用。電機軸輸出端裝配鏈輪7，通過鏈傳動2帶動安裝在自行車后軸上的鏈輪21旋轉，從而帶動自行車后軸旋轉，實現(xiàn)前進。在電動驅動模式下，考慮到騎乘人員的方便，雙腳能暫時休息，自行車的前踏板不能也跟著旋轉，所以后輪上安裝飛輪組件，見圖8中的6-D，飛輪即前踏板和自行車后軸之間的單向超越離合器，其結構見圖11及圖12。它的工作過程是當人力驅動前進時，踏板通過鏈條I帶動鏈輪22順時針旋轉，鏈輪一側安裝有棘爪63，棘爪隨著鏈輪旋轉嵌入到棘槽內，從而推動內棘輪62也隨之旋轉，內棘輪與車后軸相連接，從而帶動車后軸也順時針旋轉。當采用電動驅動模式前進時，電機通過鏈條2帶動鏈輪21旋轉，從而帶動車后軸順時針旋轉，由于內棘輪62和車后軸相連，內棘輪也順時針旋轉，相對于棘爪來講，內棘輪的棘槽從棘爪表面上滑過，棘爪沒有被嵌入到棘槽里面，因而推動不了鏈輪22旋轉，因而前踏板不能跟著旋轉。
[0036]5、輔助子功能系統(tǒng)
[0037]該水陸兩用電動自行車具有太陽能充電功能，其實實現(xiàn)方式是通過太陽能板以及安放在自行前方的前車籃17中的光電轉裝置18實現(xiàn)，如圖1及圖4所示。太陽能板一共有兩塊，可以盡可能多的吸收太陽能。前太陽能板16作為蓋板放置于前車籃上，后太陽能板36放置在后車箱車蓋5上。收集好的太陽能經(jīng)過光電轉換裝置18后對蓄電池3進行充電。
[0038]該自行車還具有便攜式充氣的功能。如圖1所示，車座9被設計成打氣筒的手柄，車座上下移動帶動活塞桿10移動，活塞桿末端安裝有橡膠皮碗11，向上拉活塞桿的時候，活塞上方的空氣就從橡皮碗四周擠到下方，向下壓活塞的時候，活塞下方空氣體積縮小，壓強增大，使橡皮碗緊抵著筒壁不讓空氣漏到活塞上方，具有一定壓力的空氣通過充氣管13對氣囊、輪胎等進行充氣。
【權利要求】
1.一種太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征在于，包括自行車本體、水中轉向系統(tǒng)、浮力裝置系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和輔助功能系統(tǒng)，其中，所述自行車本體用于實現(xiàn)各零部件以及各功能系統(tǒng)的安裝基礎；所述浮力裝置系統(tǒng)用于實現(xiàn)自行車在水面上的漂浮，同時產(chǎn)生在水面行走的推進力；所述驅動系統(tǒng)用于實現(xiàn)自行車前進時的動力；所述輔助功能系統(tǒng)實現(xiàn)了自行車節(jié)能、環(huán)保、便捷的功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征是，所述的自行車本體其基本結構由車架、車座、輪胎組成，其中車架的前車籃用于實現(xiàn)太陽能板和光電轉換裝置的安裝，后車架用于實現(xiàn)后車箱中電機和蓄電池的安裝。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征是，所述水中轉向系統(tǒng)主要靠舵板實現(xiàn)，舵板的結構為環(huán)形輻板式結構，靠舵板夾板、螺釘安裝在前車輪的輪輻上。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征是，所述浮力裝置系統(tǒng)具體包括前氣囊和葉輪，前氣囊安裝在前車輪兩側，主要由氣囊擋板、連接銷、氣囊夾板及氣囊構成，靠氣囊擋板上的螺紋孔與前車軸連接，可方便拆卸，氣囊擋板與氣囊夾板用銷連接，中間夾裝氣囊，當氣囊充氣后，氣囊擋板和氣囊夾板會被撐開，與氣囊形成1/2半球的氣腔；葉輪安裝于自行車后軸兩側，葉輪結構可伸縮，內部填充氣囊，葉輪的伸縮功能主要靠葉輪內部的兩個葉輪軸、葉輪連接軸實現(xiàn)，葉輪軸和葉輪連接軸銷接，可折疊展開，從而實現(xiàn)葉輪的軸向伸縮，葉輪靠內軸頭上的葉輪聯(lián)軸器與自行車后軸相連，葉輪內部放置氣囊，為了增大浮力，氣囊包括內氣囊和外氣囊，同時，外氣囊具有左右兩腔，外氣囊上安裝有葉片，由自行車后軸驅動葉輪葉片旋轉，從而使自行車在水面行駛時產(chǎn)生推進力。
5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征是，所述驅動系統(tǒng)主要包括兩種模式:一種是人力驅動，一種是電動助力模式，人力驅動模式的實現(xiàn)是通過腳踏板、鏈輪、鏈傳動以及安裝在自行車后軸上的飛輪鏈輪實現(xiàn)；電動驅動模式靠電動機、鏈輪、鏈傳動實現(xiàn)，兩種驅動模式不會相互干擾，靠設計的單向超越離合器飛輪實現(xiàn)。
6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能可充電式水陸兩用電動自行車，其特征是，所述輔助功能系統(tǒng)主要包括兩個功能模塊: 便攜式充氣功能，車座及車座管被設計成了隱形打氣筒，通過車座的移動，帶動車座管內的活塞桿往復移動，活塞桿末端安裝有橡膠皮碗，通過吸氣、壓縮增壓的過程，通過充氣管對自行車輪胎、氣囊進行充氣； 太陽能可充電功能，其實現(xiàn)方式是通過太陽能板以及安放在自行車前車籃中的光電轉換裝置實現(xiàn)，太陽能板吸收太陽能，經(jīng)過光電轉換裝置后，對蓄電池進行充電，太陽能板分別設計成前車籃和后車箱的蓋板，節(jié)省了空間，能夠盡可能充分多的吸收太陽能的同時，還可以對放在前車籃及后車箱中的電機、蓄電池以及光電轉換裝置起到防塵防水的作用。
【文檔編號】B62M6/85GK204249764SQ201420578785
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】解明利 申請人:燕山大學