本發(fā)明涉及交通工具領域，特別涉及一種腳踏車發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術：

自法國人西夫拉克于1790年發(fā)明腳踏車以來，世界各地制造和使用的腳踏車不計其數(shù)，目前共享單車在全中國范圍如雨后春筍一般在各個城市興起，成為一個新興的產業(yè)，而且無論是在城市還是農村，許多人士都擁有自己的腳踏車，腳踏車作為交通工具的基本功能早已體現(xiàn)得淋漓盡致，方便，環(huán)保還鍛煉身體。龐大的腳踏車擁有量和廣泛地使用還可以挖掘出更多的附加價值，因而，現(xiàn)有技術中就有了一些具有發(fā)電功能的腳踏車。

現(xiàn)有的發(fā)電腳踏車結構復雜，而且在騎行發(fā)電時，會增加負載，使騎車的人非常費力，因而需要對其進行改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對背景技術中所述的現(xiàn)有的發(fā)電踏板車結構復雜，騎車費力的問題，提供一種能夠解決前述問題的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)。

實現(xiàn)本發(fā)明的目的技術方案如下：

一種腳踏車發(fā)電系統(tǒng)，其包括腳踏車以及設置在腳踏車上的發(fā)電裝置、儲能裝置、充放電控制管理裝置及磁助力裝置，所述的磁助力裝置包括殼體、定子、轉子和旋轉軸，定子固定在殼體內側壁上，轉子設置在定子的中心軸孔內，轉子與旋轉軸固定連接，定子與轉子均為永磁體，定子和轉子的磁極設置使得踏板車前進時產生前進扭矩，旋轉軸穿過腳踏車的驅動輪的軸孔并與驅動輪固定連接，腳踏車的腳踏板分別對應固定在旋轉軸的兩端，所述的發(fā)電裝置的驅動輪設置在腳踏車的前輪、后輪或驅動輪中的一個或兩個或三個上，所述的充放電控制管理裝置控制充電裝置和儲能裝置的充電和放電工作。

上述方案中，所述的發(fā)電裝置的驅動輪為蝸輪，驅動輪通過蝸桿帶動發(fā)電機產生電能。通過蝸輪蝸桿機構帶動發(fā)電機的轉子轉動，可以使發(fā)電機設置在距離腳踏車的前輪、后輪或驅動輪的轉軸一定距離的地方，可以使腳踏車的各個部件布局更加合理，避免相互干擾，降低故障率。

上述方案中，所述的儲能裝置為蓄電池組或儲能飛輪，所述的充放電控制管理裝置將發(fā)電裝置產生的交流電能轉變?yōu)橹绷麟娔懿⒂行У貙π铍姵亟M進行充放電管理和保護，或將發(fā)電系統(tǒng)產生的能量用于增加儲能飛輪的旋轉速度。

上述方案中，所述的充放電控制管理裝置實時檢測騎行者的體能狀態(tài)，關閉或開啟發(fā)電裝置。充放電控制管理裝置可以通過騎行者騎行的時間和騎行的速度來判斷騎行者的體能狀態(tài)，來控制發(fā)電裝置的開啟和關閉。

上述方案中，所述充放電控制管理裝置內置陀螺儀，在腳踏車處于上坡狀態(tài)時，控制發(fā)電裝置停止發(fā)電，以減少腳踏車上坡阻力。

上述方案中，所述的儲能系統(tǒng)所儲存的能量通過逆變系統(tǒng)輸送到電網低壓側，或直接用于驅動直流負載，或通過逆變后驅動交流負載。

上述方案中，所述的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括定位裝置，定位裝置與遠程的控制管理平臺通信，控制管理平臺遠程監(jiān)控和跟蹤腳踏車實時狀態(tài)和位置。

上述方案中，所述的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸裝置，數(shù)據(jù)傳輸裝置與控制管理平臺通信，將腳踏車的發(fā)電數(shù)據(jù)以及向電網輸電的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制管理平臺。

上述方案中，所述腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括識別騎行者身份的身份識別裝置，通過身份識別裝置將車輛與騎行者身份信息、騎行時間、使儲能裝置儲存的電量的相關信息綁定，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送至控制管理平臺。通過收集上述的信息，可以便于根據(jù)騎行者創(chuàng)造的電能的價值來作為支付報酬的依據(jù)。

上述方案中，所述腳踏車上還設有充電插座，充電插座與儲能裝置電連接，方便騎行者在騎行過程中對需要充電的設備進行充電。通過設置充電插座可以為手機、手提電腦、電燈等設備充電，便于這些用電器在戶外使用。

本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)，設置了磁助力裝置，使得腳踏車在充電時不增加或較少增加騎行的阻力，減少騎行者的體能消耗，保障騎行的舒適度。本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)結構簡化，各部件之間相互干擾少，腳踏車的故障率更低。本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)用途廣泛，既可以在停電時作為應急電源使用，又可以將騎行過程中發(fā)電裝置產生的電能儲存在儲能裝置內用于其他用電設備的充電，還可以逆變?yōu)榻涣麟姾蟛⒕W發(fā)電。本發(fā)明的充放電控制管理裝置可以根據(jù)騎行者的體能狀態(tài)、路況等狀態(tài)決定充電裝置的開啟和關閉，保障騎行者騎行的舒適度。

說明書附圖

圖1為本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為發(fā)電裝置安裝在前輪的結構示意圖；

圖3為發(fā)電裝置安裝在后輪的結構示意圖；

圖4為磁助力裝置的結構示意圖；

圖5為腳踏車發(fā)電系統(tǒng)與控制管理平臺通信示意圖；

圖中，1為腳踏車，11為前輪、12為后輪，13為驅動輪，14為充電插座，2為發(fā)電裝置，21為蝸輪，22為蝸桿，23為發(fā)電機，3為儲能裝置，4為充放電控制管理裝置，5為磁助力裝置，51為殼體，52為定子，53為轉子，54為旋轉軸，6為控制管理平臺，7為定位裝置，8為數(shù)據(jù)傳輸裝置，9為身份識別裝置。

具體實施方式

下面為本發(fā)明的具體實施方式：

如圖1～圖5所示，一種腳踏車發(fā)電系統(tǒng)，其包括腳踏車1以及設置在腳踏車1上的發(fā)電裝置2、儲能裝置3、充放電控制管理裝置4及磁助力裝置5，所述的磁助力裝置5包括殼體51、定子52、轉子53和旋轉軸54，定子52固定在殼體51內側壁上，轉子53設置在定子52的中心軸孔內，轉子53與旋轉軸54固定連接，定子52與轉子53均為永磁體，定子52和轉子53的磁極設置使得踏板車前進時產生前進扭矩，旋轉軸54穿過腳踏車1的驅動輪13的軸孔并與驅動輪固定連接，腳踏車1的腳踏板分別對應固定在旋轉軸54的兩端，所述的發(fā)電裝置2的驅動輪設置在腳踏車1的前輪11、后輪12或驅動輪中的一個或兩個或三個上，如圖1所示為發(fā)電裝置2的驅動輪安裝在腳踏車1的驅動輪13上的示意圖，圖2為發(fā)電裝置2的驅動輪安裝在腳踏車1的前輪11上的示意圖，圖3為發(fā)電裝置2的驅動輪安裝在腳踏車1的后輪12上的示意圖，所述的充放電控制管理裝置4控制充電裝置和儲能裝置3的充電和放電工作。所述的儲能裝置3通?？梢怨潭ㄔ谀_踏車1的車座支柱、橫梁、前斜梁、后斜梁或貨架上，也可以根據(jù)需要固定在腳踏車1的其他部位。所述的充放電控制管理裝置4安裝在儲能裝置3上、發(fā)電裝置2上或安裝在腳踏車1上，充放電控制管理裝置4分別與充電裝置及儲能裝置3電連接。

上述方案中，所述的發(fā)電裝置2的驅動輪為蝸輪21，驅動輪通過蝸桿22帶動發(fā)電機23產生電能。通過蝸輪蝸桿機構帶動發(fā)電機23的轉子53轉動，可以使發(fā)電機23設置在距離腳踏車1的前輪11、后輪12或驅動輪13的轉軸一定距離的地方，可以使腳踏車1的各個部件布局更加合理，避免相互干擾，降低故障率。發(fā)電機23為內轉子或外轉子的永磁發(fā)電機23。

上述方案中，所述的儲能裝置3為蓄電池組或儲能飛輪，所述的充放電控制管理裝置4將發(fā)電裝置2產生的交流電能轉變?yōu)橹绷麟娔懿⒂行У貙π铍姵亟M進行充放電管理和保護，或將發(fā)電系統(tǒng)產生的能量用于增加儲能飛輪的旋轉速度。

上述方案中，所述的充放電控制管理裝置4實時檢測騎行者的體能狀態(tài)，關閉或開啟發(fā)電裝置2。充放電控制管理裝置4可以通過騎行者騎行的時間和騎行的速度來判斷騎行者的體能狀態(tài)，來控制發(fā)電裝置2的開啟和關閉。

上述方案中，所述充放電控制管理裝置4內置陀螺儀，在腳踏車1處于上坡狀態(tài)時，控制發(fā)電裝置2停止發(fā)電，以減少腳踏車1上坡阻力。

上述方案中，所述的儲能系統(tǒng)所儲存的能量通過逆變系統(tǒng)輸送到電網低壓側，或直接用于驅動直流負載，或通過逆變后驅動交流負載。

上述方案中，所述的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括定位裝置7，定位裝置7與遠程的控制管理平臺6通信，控制管理平臺6遠程監(jiān)控和跟蹤腳踏車1實時狀態(tài)和位置。

上述方案中，所述的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸裝置8，數(shù)據(jù)傳輸裝置8與控制管理平臺6通信，將腳踏車1的發(fā)電數(shù)據(jù)以及向電網輸電的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制管理平臺6。

上述方案中，所述腳踏車發(fā)電系統(tǒng)還包括識別騎行者身份的身份識別裝置9，通過身份識別裝置9將車輛與騎行者身份信息、騎行時間、使儲能裝置3儲存的電量的相關信息綁定，并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置8發(fā)送至控制管理平臺6。通過收集上述的信息，可以便于根據(jù)騎行者創(chuàng)造的電能的價值來作為支付報酬的依據(jù)。

上述方案中，所述腳踏車1上還設有充電插座14，充電插座14與儲能裝置3電連接，方便騎行者在騎行過程中對需要充電的設備進行充電。通過設置充電插座14可以為手機、手提電腦、電燈等設備充電，便于這些用電器在戶外使用。

本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)在應用時，多個腳踏車1可以分別與遠程的控制管理平臺6通信，將騎行者身份信息，騎行時間，產生的電能等數(shù)據(jù)傳輸至控制管理平臺6，便于對腳踏車1進行管理，同時便于對騎行者的產生的電能的價值進行估算，以便于對其支付適當?shù)膱蟪?。本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)，設置了磁助力裝置5，腳踏車1在騎行時，磁助力裝置5的旋轉軸54能夠對腳踏車1的驅動輪產生向前的扭矩，以減少騎行者的體能消耗，從而使發(fā)電裝置2發(fā)電時，不會增加或較少增加騎行者的騎行體能消耗，保障騎行者的騎行舒適度。本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)設置了陀螺儀，在上坡時能夠關閉發(fā)電裝置2，停止發(fā)電，便于腳踏車1上坡。本發(fā)明的腳踏車發(fā)電系統(tǒng)用途廣泛，既可以在停電時作為應急電源使用，又可以將騎行過程中發(fā)電裝置2產生的電能儲存在儲能裝置3內用于其他用電設備的充電，還可以逆變?yōu)榻涣麟姾蟛⒕W發(fā)電。本發(fā)明的充放電控制管理裝置4可以根據(jù)騎行者的體能狀態(tài)、路況等狀態(tài)決定充電裝置的開啟和關閉，保障騎行者騎行的舒適度。

需要說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。