專利名稱：自充電健身電動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自充電健身電動(dòng)車，由傳動(dòng)組件、功能控制轉(zhuǎn)柄、操作控制器、充 電控制器、前輪測(cè)速發(fā)電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、蓄電池組成能量回收和自充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前使用的電動(dòng)車一般由后輪電動(dòng)機(jī)、速度控制器、儀表顯示組成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)車運(yùn)行。電動(dòng)車的速度控制器，采用由集成芯片和外圍電阻、電容組成的PWM脈寬調(diào)制 電路。輸出脈寬可改變的控制信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)MOSFET開關(guān)管的柵極，對(duì)串接在蓄電池 與MOSFET開關(guān)管源極之間的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行直流調(diào)壓。通過改變施加在后輪電動(dòng)機(jī)的電壓，達(dá) 到電動(dòng)車調(diào)速目的。電動(dòng)車騎行距離完全決定于攜帶蓄電池的容量，增加電動(dòng)車攜帶的蓄電 池的容量，可以提高電動(dòng)車的騎行距離。但增加蓄電池的容量，會(huì)增加電動(dòng)車的重量，降低 電動(dòng)車的速度。單純以增加電動(dòng)車攜帶蓄電池的容量，來增加電動(dòng)車騎行距離的方法是不經(jīng) 濟(jì)的技術(shù)方案。因電動(dòng)車重量增加，同一騎行速度消耗的電能增加，使電動(dòng)車的性能價(jià)格比 降低。電動(dòng)車功能單一，只能作為一種代步工具使用，電動(dòng)車運(yùn)行時(shí)具有的動(dòng)能不能有效回 收。電動(dòng)車剎車采用剎車帶摩擦剎車盤方式制動(dòng)，使電動(dòng)車制動(dòng)效果差，電動(dòng)車制動(dòng)滑行距 離長(zhǎng)，易發(fā)生交通事故。
由上所述，采用現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)車功能單一，攜帶相同容量的蓄電池續(xù)行路程短，制動(dòng) 滑行距離長(zhǎng)，安全性能差，電動(dòng)車運(yùn)行使具有的動(dòng)能不能有效回收。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)采用現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)車攜帶相同容量的蓄電池騎行路程短，制動(dòng)滑行距離長(zhǎng)，安全 性能差，電動(dòng)車運(yùn)行時(shí)具有的動(dòng)能不能有效回收，功能單一的不足。本實(shí)用新型的目的是 提供一種自充電健身電動(dòng)車，既可作為代步工具使用，又可作為健身鍛煉器具使用。由傳動(dòng) 組件、功能控制轉(zhuǎn)柄、操作控制器、充電控制器、前輪測(cè)速發(fā)電機(jī)、后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、蓄電 池組成能量回收系統(tǒng)。既能回收自充電健身電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的動(dòng)能，又能回收利用自充電 健身電動(dòng)車健身鍛煉時(shí)所消耗的能量，并轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。
本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的前輪，安裝了兩組蓄電池箱的 帶平底的"V"型車架、安裝了調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、功能控制轉(zhuǎn)柄、剎車把的操作手把，操作控 制器、充電控制器，調(diào)速器、減震器，帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的后輪和后車架，傳動(dòng)組件，座凳，尾
箱組成自充電健身電動(dòng)車。具體結(jié)構(gòu)是帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的前輪安裝在操作手把的前叉內(nèi)用螺
釘固定，操作手把與"V"型車架的一端焊接連接。帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的后輪安裝在后車架內(nèi)， 后車架與"V"型車架的平底端側(cè)面鉸鏈連接。"V"型車架的另一端安裝減震器，連接處安 裝座凳，減震器的另一端與后車架鉸鏈連接。"V"型車架的平底部分焊接安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)筒體內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝大鏈盤和腳踏板，大鏈盤上安裝的鏈條 與后輪軸上一側(cè)安裝的帶棘爪小鏈輪連接。在操作手把的左把上安裝功能控制轉(zhuǎn)柄和左剎車 把，操作手把的右把上安裝調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄和右剎車把，在"V"型車架的平底部分安裝前位 蓄電池箱和后位蓄電池箱，蓄電池放置在蓄電池箱內(nèi)，操作控制器和充電控制器安裝在"V" 型車架上。擋風(fēng)板和防塵罩用螺釘安裝在"V"型車架上，擋風(fēng)板和防塵罩結(jié)合處用螺釘連接。
自充電健身電動(dòng)車回收能量進(jìn)行自充電，其特征是輪測(cè)速發(fā)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)， 后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分時(shí)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)或發(fā)電機(jī)狀態(tài)，由下述方法實(shí)現(xiàn)
(1) 、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)J1連接到充電器內(nèi)逆變電路正極，驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī)負(fù)極連接到充電器內(nèi)逆變電路負(fù)極；充電器內(nèi)整流電路輸出正極連接后位蓄電池正極，充 電器內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接后位蓄電池負(fù)極；
(2) 、后位蓄電池正極經(jīng)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3觸點(diǎn)連接調(diào)速器正極，后位蓄電池負(fù)極經(jīng)驅(qū)動(dòng) 固態(tài)繼電器J4觸點(diǎn)與調(diào)速器負(fù)極連接；
(3) 、前位蓄電池正極經(jīng)供電固態(tài)繼電器J5觸點(diǎn)連接后位蓄電池的負(fù)極；前位蓄電池負(fù)極 經(jīng)供電固態(tài)繼電器J6觸點(diǎn)連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)極；
(4) 、測(cè)速發(fā)電機(jī)正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)J7連接到充電器內(nèi)逆變電路正極，測(cè)速發(fā)電 機(jī)負(fù)極連接到充電器內(nèi)逆變電路負(fù)極；充電器內(nèi)整流電路輸出正極連接前位蓄電池正極，充 電器內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接前位蓄電池負(fù)極；
(5) 、功能控制轉(zhuǎn)柄的輸入端連接前位蓄電池的正極，三路觸點(diǎn)分別連接三路輸出，三路 輸出分別連接分壓電阻，三路分壓電阻中點(diǎn)分別連接到操作控制器的三路輸入端口；
(6) 、前輪測(cè)速發(fā)電機(jī)正極連接分壓電阻，分壓電阻中點(diǎn)連接到操作控制器的一路輸入端
n;
(7) 、后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正極連接分壓電阻，分壓電阻中點(diǎn)連接到操作控制器的一路輸入端
(8) 、操作控制器的兩路輸出端口，分別連接到充電器內(nèi)的兩路變壓固態(tài)繼電器的控制端， 兩路變壓固態(tài)繼電器觸點(diǎn)分別連接逆變變壓器次級(jí)線圈一個(gè)抽頭和整流電路輸入端，另一個(gè) 次級(jí)線圈頭連接整流電路另 一個(gè)輸入端；
(9) 、操作控制器的一路輸出端口，連接到充電固態(tài)繼電器J1的控制端； 柳、操作控制器的一路輸出端口，連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3的控制端； (11)、操作控制器的一路輸出端口，連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4的控制端； 肪、操作控制器的一路輸出端口，連接到供電固態(tài)繼電器J5的控制端； a》、操作控制器的一路輸出端口，連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J6的控制端；
6(M)、操作控制器的一路輸出端口，連接到充電固態(tài)繼電器J7的控制端； 腸、操作控制器經(jīng)啟動(dòng)開關(guān)連接到前位蓄電池的正極與負(fù)極之間。
鵬、操作功能控制轉(zhuǎn)柄發(fā)出控制信號(hào)，操作控制器從輸入端口采集信號(hào)，從控制端口發(fā) 出控制信號(hào)，使
① 、 一路控制信號(hào)使能充電固態(tài)繼電器Jl的控制端，控制充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷， 控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)的時(shí)間；
② 、 一路控制信號(hào)使能驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3的控制端，控制驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷，
控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的時(shí)間；
③ 、 一路控制信號(hào)使能驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4的控制端，控制驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷， 控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的時(shí)間；
、 一路控制信號(hào)使能供電固態(tài)繼電器J5的控制端，控制供電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷， 改變驅(qū)動(dòng)電壓；
⑤、 一路控制信號(hào)使能供電固態(tài)繼電器J6的控制端，控制供電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷， 改變驅(qū)動(dòng)電壓；
◎、 一路控制信號(hào)使能充電固態(tài)繼電器J7的控制端，控制充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)的通、斷， 改變充電時(shí)間。
1、 自充電健身電動(dòng)車作為代步工具使用
(1) 、功能控制轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)到"行駛"位置，操作控制器讀取功能控制轉(zhuǎn)柄輸出的信號(hào)，從 輸出端口發(fā)出控制信號(hào)，控制固態(tài)繼電器觸點(diǎn)連接后位蓄電池與后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)自充 電健身電動(dòng)車行駛；控制前輪測(cè)速電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電壓經(jīng)充電器控制，以 較小功率向前位蓄電池充電；
(2) 、自充電健身電動(dòng)車行駛時(shí)，功能控制轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)到"加速"位置，操作控制器讀取功 能控制轉(zhuǎn)柄輸出的信號(hào)，從輸出端口發(fā)出控制信號(hào)?？刂魄拔恍铍姵睾秃笪恍铍姵卮?lián)連接 后向后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電，保持自充電健身電動(dòng)車高速運(yùn)行；
(3) 、自充電健身電動(dòng)車行駛中，功能控制轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)到"制動(dòng)"位置，操作控制器讀取功 能控制轉(zhuǎn)柄輸出的信號(hào)，從輸出端口發(fā)出控制信號(hào)?？刂魄拜啘y(cè)速發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓經(jīng)充電 控制器，以較大功率向前位蓄電池充電回收動(dòng)能并產(chǎn)生制動(dòng)控制后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā) 電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出的電經(jīng)充電控制器，以較大功率向后位蓄電池充電回收動(dòng)能并產(chǎn)生制動(dòng)。
在上述過程中，蹬動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，通過大鏈盤帶動(dòng)后輪旋轉(zhuǎn)，既補(bǔ)充部分動(dòng)能保持騎行速度， 又可將補(bǔ)充的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能向蓄電池充電。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄，可以改變自充電健身電動(dòng) 車行駛的速度。
2、 自充電健身電動(dòng)車作為健身鍛煉器具使用-
7(1) 、放下自充電健身電動(dòng)車支承腳架將后輪支承離開地面，功能控制轉(zhuǎn)柄轉(zhuǎn)動(dòng)到"制動(dòng)" 位置，操作控制器讀取功能控制轉(zhuǎn)柄輸出的信號(hào)，從輸出端口發(fā)出控制信號(hào)?？刂乒虘B(tài)繼電 器觸點(diǎn)連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與充電控制器連接，充電控制器與后位蓄電池連接；
(2) 、蹬動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，通過大鏈盤帶動(dòng)后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電經(jīng)充 電控制器向后位蓄電池充電，供家庭家用電器使用。后位蓄電池充電過程中消耗人體的能量， 達(dá)到鍛煉身體的目的。
采用上述技術(shù)的自充電健身電動(dòng)車具有多種功能，騎行時(shí)能回收自充電健身電動(dòng)車運(yùn)行 時(shí)具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能對(duì)蓄電池充電，攜帶相同容量的蓄電池，續(xù)行路程長(zhǎng)；制動(dòng)時(shí)回收
自充電健身電動(dòng)車具有的動(dòng)能，滑行距離短，安全性能好。架車使用健身鍛煉時(shí)，能回收健 身鍛煉所消耗的能量，轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、騎行靈活， 因此，非常適宜在家庭中使用。
以下結(jié)合附圖對(duì)采用本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行具體描述，其中 圖l是采用本實(shí)用新型的自充電健身電動(dòng)車的主視圖。


圖1中標(biāo)號(hào)1是前輪、2是測(cè)速發(fā)電機(jī)、3是前叉、4是調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、5是功能控制轉(zhuǎn) 柄、6是V型車架、7是前位蓄電池箱、8是后位蓄電池箱、9是座墊、10是傳動(dòng)組件、11 是操作控制器、12是充電控制器、13是減震器、14是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、15是支承腳架。
具體實(shí)施方式
圖1所示是由帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的前輪，安裝兩組蓄電池箱的V型車架，安裝調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、 功能控制轉(zhuǎn)柄、剎車把的操作手把，操作控制器、充電控制器、調(diào)速器、減震器、帶驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī)的后輪和后車架、傳動(dòng)組件、座凳、尾箱、后架、支承腳架組成的自充電健身電動(dòng)車。
如
圖1所示，車架采用兩根圓鋼管彎制成帶平底的"V"型車架，"V"型車架一端的兩 根鋼管切割斜口并列焊接在一起。"V"型車架的平底部分和另一端都保持一定距離，用小圓 鋼管多根焊接連接。"V"型車架的一端的兩側(cè)面加工安裝擋風(fēng)板的螺紋孔，平底部分加工安 裝蓄電池箱的螺紋孔，"V"型車架的一端的兩側(cè)面加工安裝防塵罩的螺紋孔，平面上加工安 裝操作控制器、充電控制器的螺紋孔，"V"型車架平底部分焊接安裝轉(zhuǎn)動(dòng)筒體，側(cè)面焊接后 車架安裝鉸鏈座。
如
圖1所示，傳動(dòng)組件由轉(zhuǎn)動(dòng)筒體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、大鏈輪、鏈條、滾動(dòng)軸承、螺紋壓蓋、右 旋帶棘爪小鏈輪、鏈條組成。轉(zhuǎn)動(dòng)筒體采用20號(hào)鋼管加工成長(zhǎng)圓柱形，兩端加工安裝滾動(dòng)軸 承的安裝位，再加工一段左、右旋內(nèi)螺紋。轉(zhuǎn)動(dòng)軸采用45號(hào)鋼加工，兩端中部安裝滾動(dòng)軸承 的安裝位， 一端再加工一段安裝腳踏板的鍵槽，另一端加工安裝大鏈輪、腳踏板的鍵槽。螺 紋壓蓋采用鋼板分別加工成左、右旋外螺紋。滾動(dòng)軸承、大鏈輪腳踏板、帶棘爪小鏈輪、鏈條采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件。
如
圖1所示，支承腳架由連接板和腳架組成。連接板為半圓弧形，半圓弧形上端加工安 裝孔，圓弧形上加工大于二分之一的弧形槽。腳架采用小角鋼彎制成兩根"L"形，"L"形 上端加工安裝孔，兩根"L"形下端用小角鋼焊接連接，中下部焊接加強(qiáng)小角鋼與底端連接。 腳架上的安裝孔用鉚釘活動(dòng)鉚接在二分之一的弧形槽內(nèi)。
如
圖1所示，功能控制轉(zhuǎn)柄由轉(zhuǎn)把、觸點(diǎn)板組成。轉(zhuǎn)把采用工程塑料壓制成帶圓盤的長(zhǎng) 圓筒形，圓盤上安裝一個(gè)輸入觸點(diǎn)。觸點(diǎn)板采用工程塑料壓制成帶圓盤的短圓筒形，圓盤上 安裝三個(gè)輸出觸點(diǎn)，裝入帶圓盤的長(zhǎng)圓筒形內(nèi)，輸入觸點(diǎn)連接蓄電池的正極，三路輸出觸點(diǎn) 分別連接三路分壓電阻。
如
圖1所示，兩個(gè)蓄電池箱采用工程塑料分別制作成長(zhǎng)方體形，底板上加工安裝孔和安 裝兩個(gè)銅制的接觸電極，蓄電池箱蓋采用工程塑料分別制作成長(zhǎng)方體形，用鉸鏈連接到蓄電 池箱上。蓄電池盒采用工程塑料制作成長(zhǎng)方體形，底板上安裝兩個(gè)銅制的彈性接觸電極。蓄 電池選用高性能蓄電池，裝入蓄電池盒內(nèi)。蓄電池的正極和負(fù)極分別與兩個(gè)彈性接觸電極連 接。蓄電池盒裝入蓄電池箱內(nèi)，用蓄電池箱蓋蓋住。后位蓄電池正極經(jīng)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3觸 點(diǎn)連接調(diào)速器正極，后位蓄電池負(fù)極經(jīng)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4觸點(diǎn)與調(diào)速器負(fù)極連接。前位蓄電 池正極經(jīng)供電固態(tài)繼電器J5觸點(diǎn)連接后位蓄電池的負(fù)極，前位蓄電池負(fù)極經(jīng)供電固態(tài)繼電器 J6觸點(diǎn)連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)極。
如圖l所示，前輪、后輪、測(cè)速發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件。前輪、 后輪選用鋼絲輻條形式，在前輪中軸上安裝測(cè)速發(fā)電機(jī)，后輪中軸上安裝驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，中軸 上一個(gè)側(cè)面安裝帶棘爪小鏈輪， 一個(gè)側(cè)面安裝剎車盤。
如
圖1所示，前叉、后車架、操作手把、剎車把、減震器、調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、調(diào)速器采用 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件。
充電控制器的原理和硬件制作如《開關(guān)電路技術(shù)》、《開關(guān)電源》、《新型穩(wěn)壓電源及應(yīng)用 實(shí)例》文中所述，其具體制作方法，本專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)此己相當(dāng)熟悉，不用贅述。實(shí)施例 中，充電控制器由PWM集成芯片及外圍電阻、電容、驅(qū)動(dòng)放大管、逆變開關(guān)管、逆變變壓 器、整流二級(jí)管、濾波電容組成。PWM集成芯片選用TL494，驅(qū)動(dòng)放大管選用NPN型三極 管，逆變開關(guān)管選用N溝道MOSFET開關(guān)管。在TL494集成芯片的時(shí)基5、 6引腳外接電阻、 電容組成脈寬調(diào)制電路。一個(gè)電容連接TL494的第5腳，一個(gè)電阻連接TL494的第6腳。TL494 集成芯片的一路脈沖輸出引腳9輸出的脈寬控制信號(hào)，連接一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管 的基極；TL494集成芯片的另一路脈沖輸出引腳10輸出的脈寬控制信號(hào)，連接另一支驅(qū)動(dòng)放 大管NPN型三極管的基極，兩支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的集電極連接成推挽連接形式連 接發(fā)電機(jī)的負(fù)極，兩支NPN型三極管的基極與發(fā)射極之間分別正向并聯(lián)二極管。 一支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開關(guān)管的柵極，連接一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的發(fā)射極，另一支 逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開關(guān)管的柵極，連接另一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的發(fā)射極， 兩支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開關(guān)管的源極連接后接發(fā)電機(jī)的負(fù)極，兩支逆變開關(guān)管N 溝道MOSFET開關(guān)管的漏極，分別與逆變變壓器初級(jí)線圈連接成推挽形式組成逆變主電路， 初級(jí)線圈的中心抽頭經(jīng)供電固態(tài)繼電器的觸點(diǎn)與發(fā)電機(jī)的正極連接。N溝道MOSFET開關(guān)管 安裝在散熱片上，散熱片安裝在充電控制器盒上。逆變變壓器選用鐵氧體磁芯繞制，容量 30VA，磁芯截面30X40平方毫米。初級(jí)繞組用直徑0.6毫米漆包線，兩根并繞2X60匝。逆 變變壓器次級(jí)繞組用直徑0.6毫米繞漆包線繞70匝，50匝、60匝處抽頭，60匝、70匝引 出端頭分別經(jīng)變壓固態(tài)繼電器觸點(diǎn)連接整流電路輸入端。整流二級(jí)管連接成全橋整流電路， 電容器并聯(lián)在全橋整流電路的正、負(fù)極，發(fā)電機(jī)輸出的電流整流后經(jīng)電容器濾波向蓄電池充 電。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)J1連接到充電器內(nèi)逆變電路正極，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù) 極連接到充電器內(nèi)逆變電路負(fù)極；充電器內(nèi)整流電路輸出正極連接后位蓄電池正極，充電器 內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接后位蓄電池負(fù)極；測(cè)速發(fā)電機(jī)正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)J7連接到 充電器內(nèi)逆變電路正極，測(cè)速發(fā)電機(jī)負(fù)極連接到充電器內(nèi)逆變電路負(fù)極；充電器內(nèi)整流電路 輸出正極連接前位蓄電池正極，充電器內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接前位蓄電池負(fù)極。
操作控制器由單片機(jī)系統(tǒng)、輸入接口電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路組成。實(shí)施例中，單片機(jī)芯片 選用AT89C51，輸入輸出接口芯片選用82C55，輸入接口電路八組，輸出功率驅(qū)動(dòng)電路八組。 將操作系統(tǒng)，輸入接口電路制作在主電路板上，開關(guān)控制的輸出驅(qū)動(dòng)電路分別單獨(dú)制作單元 電路板，兩電路板以上下重疊的形式放置，兩電路板之間通過插座、電纜、插頭連接。
操作控制器硬件的制作如《MCS-51/96系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用》、《操作原理及制 作》、《操作應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》、《微型計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)》文中所述。在選定單片機(jī)芯片、 輸入輸出接口芯片后，地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線、片選信號(hào)可按規(guī)定連接，其具體方 法，本專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)此已相當(dāng)熟悉，不用贅述。實(shí)施例中，82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7作為開關(guān)量輸入端口 ，輸入接口電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)82C55 的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7分別接上拉電阻后再接開關(guān)的一端。以一 路為例光電藕合隔離選用4N25，輸入插口選用單列三腳插座，采集的輸入信號(hào)經(jīng)4N25隔 離后，連接到82C55的一路輸入端口。功能控制轉(zhuǎn)柄的三路分壓電阻中點(diǎn)分別連接到三路輸 入端口，前輪測(cè)速發(fā)電機(jī)正極連接的分壓電阻中點(diǎn)連接到一路輸入端口，后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正 極連接的分壓電阻中點(diǎn)連接到一路輸入端口，右剎車把控制線連接到一路輸入端口。 PB0、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關(guān)量輸出端口 ，輸出功率驅(qū)動(dòng)電路八組，具 有相同的電路結(jié)構(gòu)以一路為例，光電隔離選用4N25，集成驅(qū)動(dòng)選用74LS06，開關(guān)控制管 選用TIP127，繼電器選用固態(tài)繼電器，輸出插口選用單列四腳插座。82C55的一路輸出信號(hào)
10接光電藕合4N25，經(jīng)隔離后的信號(hào)接集成驅(qū)動(dòng)74LS06的一個(gè)單元，集成驅(qū)動(dòng)74LS06的一 個(gè)單元輸出信號(hào)推動(dòng)功率放大管TIP127，功率放大管TIP127的開關(guān)回路串接固態(tài)繼電器控 制端，控制固態(tài)繼電器觸點(diǎn)通、斷。 一路輸出端口連接到充電固態(tài)繼電器J1的控制端， 一路 輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器B的控制端， 一路輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4的控 制端， 一路輸出端口連接到供電固態(tài)繼電器J5的控制端， 一路輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電 器J6的控制端， 一路輸出端口連接到充電固態(tài)繼電器J7的控制端，兩路輸出端口分別連接 到充電器內(nèi)的兩路變壓固態(tài)繼電器的控制端。操作控制器經(jīng)啟動(dòng)開關(guān)連接到前位蓄電池的正 極與負(fù)極之間。
如
圖1所示，前輪中軸安裝在前叉內(nèi)用螺釘固定，操作手把安裝在前叉的上面，左把上 安裝功能控制轉(zhuǎn)柄和剎車把，右把上安裝調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄和剎車把，帶平底的"V"型車架上 用螺釘安裝前位蓄電池箱和后位蓄電池箱，操作控制器、充電控制器用螺釘安裝在"V"型 架的一端，后輪中軸安裝在后車架一端用螺釘固定，后車架另一端與"V"型車架的一端底 部側(cè)面鉸鏈連接，"V"型車架的另一端安裝減震器，連接處安裝座凳，減震器的另一端與后 車架鉸鏈連接。"V"型車架的平底端焊接安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)筒體內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承支承轉(zhuǎn) 動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝大鏈盤和腳踏板，鏈盤上安裝的鏈條與后輪軸上一側(cè)安裝的帶棘爪小鏈 輪連接。擋風(fēng)板和防塵罩用螺釘安裝在"V"型車架上，擋風(fēng)板和防塵罩結(jié)合處用螺釘連接。 調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄輸出線用插頭和插座與調(diào)速器輸入線連接，調(diào)速器輸出線用插頭和插座分別連 接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的正極和負(fù)極。左剎車把控制線連接到剎車帶上，右剎車把控制線用插頭和插 座連接到調(diào)速器輸入控制線。
在PC微型計(jì)算機(jī)上，根據(jù)操作控制器的控制功能要求
1、 編寫實(shí)現(xiàn)控制功能的源程序；
2、 交叉匯編控制源程序；
3、 匯編后的源程序代碼，通過PC微型計(jì)算機(jī)的通訊接口輸入到單片機(jī)開發(fā)器；
4、 操作開發(fā)器連接輸入接口與輸出功率驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行實(shí)際調(diào)試；
5、 將調(diào)試正確的控制程序代碼，固化在AT89C51芯片內(nèi)。
自充電健身電動(dòng)車使用時(shí)，由AT89C51芯片內(nèi)固化的控制軟件控制實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。 以上所述是采用本實(shí)用新型原理，制作能回收自充電健身電動(dòng)車運(yùn)行時(shí)具有的能量，能 回收健身鍛煉時(shí)所消耗的能量，并轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)的自充電健身電動(dòng)車的優(yōu)化實(shí) 施例。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以 作出若干變型和改進(jìn)，以至開發(fā)出其它的產(chǎn)品，也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型原理的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種自充電健身電動(dòng)車，所述的自充電健身電動(dòng)車包括前輪，帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的后輪和后車架，操作手把、調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、剎車把、調(diào)速器、蓄電池、傳動(dòng)組件、座凳、尾箱，其特征是前輪安裝了測(cè)速發(fā)電機(jī)，車架是“V”型架，還具有功能控制轉(zhuǎn)柄、操作控制器、充電控制器、蓄電池箱、減震器、支承腳架；具體結(jié)構(gòu)是帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的前輪安裝在操作手把的前叉內(nèi)用螺釘固定，操作手把與“V”型車架的一端焊接連接，帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的后輪安裝在后車架內(nèi)，后車架與“V”型車架的底端側(cè)面鉸鏈連接，“V”型車架的另一端安裝減震器，連接處安裝座凳，減震器的另一端與后車架鉸鏈連接，“V”型車架的平底部分焊接安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)筒體內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝大鏈盤和腳踏板，大鏈盤上安裝的鏈條與后輪軸上一側(cè)安裝的帶棘爪小鏈輪連接，操作手把的左把上安裝功能控制轉(zhuǎn)柄和左剎車把，操作手把的右把上安裝調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄和右剎車把，“V”型車架安裝前位蓄電池箱和后位蓄電池箱，蓄電池放置在蓄電池箱內(nèi)，操作控制器和充電控制器安裝在“V”型車架上，擋風(fēng)板和防塵罩用螺釘安裝在“V”型車架上。
2、 如權(quán)利要求l所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是車架具有兩種結(jié)構(gòu)， 一種車架結(jié)構(gòu) 采用兩根圓鋼管彎制成"V"型車架，"V"型車架一端的兩根鋼管切割斜口并列焊接在一起，"V"型車架的平底部分和另一端都保持一定距離，用小圓鋼管多根焊接連接，"V"型車架 的一端的兩側(cè)面加工安裝擋風(fēng)板的螺紋孔，加工安裝蓄電池箱的螺紋孔，"V"型車架的一端 的兩側(cè)面加工安裝防塵罩的螺紋孔，平面上加工安裝操作控制器、充電控制器的螺紋孔，"V" 型車架平底部分焊接安裝轉(zhuǎn)動(dòng)筒體，側(cè)面焊接后車架安裝鉸鏈座；另一種車架采用圓鋼管彎 制成一段"V"型車架，與兩個(gè)3亳米鋼板焊接的帶圓弧長(zhǎng)方體形蓄電池箱并列焊接在一起， 3毫米鋼板焊接的帶圓弧的長(zhǎng)方體形控制箱與兩個(gè)蓄電池箱并列焊接在一起，圓鋼管彎制的 一段"V"型車架的一端與控制箱的一端焊接，"V"型車架底部焊接安裝轉(zhuǎn)動(dòng)筒體，側(cè)面焊 接后車架安裝鉸鏈座。
3、 如權(quán)利要求l所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是傳動(dòng)組件由轉(zhuǎn)動(dòng)筒體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、大 鏈輪、鏈條、滾動(dòng)軸承、螺紋壓蓋、帶棘爪小鏈輪、鏈條組成；轉(zhuǎn)動(dòng)筒體采用20號(hào)鋼管加工 成長(zhǎng)圓柱形，兩端加工安裝滾動(dòng)軸承的安裝位，再加工一段左、右旋內(nèi)螺紋。轉(zhuǎn)動(dòng)軸采用45 號(hào)鋼加工，兩端中部安裝滾動(dòng)軸承的安裝位， 一端再加工一段安裝腳踏板的鍵槽，另一端加 工安裝大鏈輪、腳踏板的鍵槽.螺紋壓蓋采用鋼板分別加工成左、右旋外螺紋。
4、 如權(quán)利要求l所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是支承腳架由連接板和腳架組成；連 接板為半圓弧形，半圓弧形上端加工安裝孔，圓弧形上加工大于二分之一的弧形槽，腳架采 用小角鋼彎制成兩根"L"形，"L"形上端加工安裝孔，兩根"L"形下端用小角鋼焊接連接， 中下部焊接加強(qiáng)小角鋼與底端連接，腳架上的安裝孔用鉚釘活動(dòng)鉚接在二分之一的弧形槽內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求1所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是功能控制轉(zhuǎn)柄由轉(zhuǎn)把、觸點(diǎn)板組成;轉(zhuǎn)把采用工程塑料壓制成帶圓盤的長(zhǎng)圓筒形，圓盤上安裝一個(gè)輸入觸點(diǎn)，觸點(diǎn)板采用工程塑 料壓制成帶圓盤的短圓筒形，圓盤上安裝三個(gè)輸出觸點(diǎn)，裝入帶圓盤的長(zhǎng)圓筒形內(nèi)，輸入觸 點(diǎn)連接蓄電池的正極，三路輸出觸點(diǎn)分別連接三路分壓電阻。
6、 如權(quán)利要求1所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是蓄電池箱采用工程塑料分別制作成 長(zhǎng)方體形，底板上加工安裝孔和安裝兩個(gè)銅制的接觸電極，蓄電池箱蓋采用工程塑料分別制 作成長(zhǎng)方體形，用鉸鏈連接到蓄電池箱上；蓄電池盒采用工程塑料制作成長(zhǎng)方體形，底板上 安裝兩個(gè)銅制的彈性接觸電極，蓄電池選用高性能蓄電池，裝入蓄電池盒內(nèi)，蓄電池的正極 和負(fù)極分別與兩個(gè)彈性接觸電極連接，蓄電池盒裝入蓄電池箱內(nèi)，用蓄電池箱蓋蓋??；后位 蓄電池正極經(jīng)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3觸點(diǎn)連接調(diào)速器正極，后位蓄電池負(fù)極經(jīng)驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4 觸點(diǎn)與調(diào)速器負(fù)極連接，前位蓄電池正極經(jīng)供電固態(tài)繼電器J5觸點(diǎn)連接后位蓄電池的負(fù)極， 前位蓄電池負(fù)極經(jīng)供電固態(tài)繼電器J6觸點(diǎn)連接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)極。
7、 如權(quán)利要求l所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是充電控制器由PWM集成芯片及外 圍電阻、電容、驅(qū)動(dòng)放大管、逆變開關(guān)管、逆變變壓器、整流二級(jí)管、濾波電容組成；PWM 集成芯片選用TL494，驅(qū)動(dòng)放大管選用NPN型三極管，逆變開關(guān)管選用N溝道MOSFET開 關(guān)管，在TL494集成芯片的時(shí)基5、 6引腳外接電阻、電容組成脈寬調(diào)制電路， 一個(gè)電容連 接TL494的第5腳， 一個(gè)電阻連接TL494的第6腳，TL494集成芯片的一路脈沖輸出引腳9 輸出的脈寬控制信號(hào)，連接一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的基極；TL494集成芯片的另一路 脈沖輸出引腳10輸出的脈寬控制信號(hào)，連接另一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的基極，兩支 驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的集電極連接成推挽連接形式連接發(fā)電機(jī)的負(fù)極，兩支NPN型三 極管的基極與發(fā)射極之間分別正向并聯(lián)二極管， 一支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開關(guān)管的 柵極，連接一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的發(fā)射極，另一支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開 關(guān)的柵極，連接另一支驅(qū)動(dòng)放大管NPN型三極管的發(fā)射極，兩支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET 開關(guān)管的源極連接后接發(fā)電機(jī)的負(fù)極，兩支逆變開關(guān)管N溝道MOSFET開關(guān)管的漏極，分 別與逆變變壓器初級(jí)線圈連接成推挽形式組成逆變主電路，初級(jí)線圈的中心抽頭經(jīng)供電固態(tài) 繼電器的觸點(diǎn)與發(fā)電機(jī)的正極連接，N溝道MOSFET開關(guān)管安裝在散熱片上，散熱片安裝在 充電控制器盒上，通過機(jī)盒散熱，逆變變壓器選用鐵氧體磁芯繞制，容量30VA，磁芯截面 30X40平方毫米。初級(jí)繞組用直徑0.6毫米漆包線，兩根并繞2X60匝，逆變變壓器次級(jí)繞 組用直徑0.6毫米繞漆包線繞70匝，50匝、60匝處抽頭，60匝、70匝引出端頭分別經(jīng)變 壓固態(tài)繼電器觸點(diǎn)連接整流電路輸入端，整流二級(jí)管連接成全橋整流電路，電容器并聯(lián)在全 橋整流電路的正、負(fù)極，發(fā)電機(jī)輸出的電流整流后經(jīng)電容器濾波向蓄電池充電；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)Jl連接到充電器內(nèi)逆變電路正極，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)極連接到充電器 內(nèi)逆變電路負(fù)極，充電器內(nèi)整流電路輸出正極連接后位蓄電池正極，充電器內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接后位蓄電池負(fù)極；測(cè)速發(fā)電機(jī)正極經(jīng)充電固態(tài)繼電器觸點(diǎn)J7連接到充電器內(nèi)逆變電 路正極，測(cè)速發(fā)電機(jī)負(fù)極連接到充電器內(nèi)逆變電路負(fù)極，充電器內(nèi)整流電路輸出正極連接前 位蓄電池正極，充電器內(nèi)整流電路輸出負(fù)極連接前位蓄電池負(fù)極。
8、如權(quán)利要求l所述的自充電健身電動(dòng)車，其特征是操作控制器由單片機(jī)系統(tǒng)、輸入接 口電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路組成，單片機(jī)芯片選用AT89C51，輸入輸出接口芯片選用82C55,輸 入接口電路八組，輸出功率驅(qū)動(dòng)電路八組；單片機(jī)系統(tǒng)、輸入接口電路制作在主電路板上， 開關(guān)控制輸出驅(qū)動(dòng)電路分別單獨(dú)制作單元電路板，兩電路板以上下重疊的形式放置，兩電路 板之間通過插座、電纜、插頭連接；82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7 作為開關(guān)量輸入端，輸入接口電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3、 PA4、 PA5、 PA6、 PA7分別接上拉電阻后再接開關(guān)的一端，以一路為例光電藕合隔離選用 4N25，輸入插口選用單列三腳插座，采集的輸入信號(hào)經(jīng)4N25隔離后，連接到82C55的一路 輸入端口；功能控制轉(zhuǎn)柄的三路分壓電阻中點(diǎn)分別連接到三路輸入端口，前輪測(cè)速發(fā)電機(jī)正 極連接的分壓電阻中點(diǎn)連接到一路輸入端口，后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正極連接的分壓電阻中點(diǎn)連接 到一路輸入端口，右剎車把控制線連接到一路輸入端口； PBO、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關(guān)量輸出端口，輸出功率驅(qū)動(dòng)電路八組，具有相同的電路結(jié)構(gòu)以一路為 例，光電隔離選用4N25，集成驅(qū)動(dòng)選用74LS06，開關(guān)控制管選用TIP127，繼電器選用固態(tài) 繼電器，輸出插口選用單列四腳插座，82C55的一路輸出信號(hào)接光電藕合4N25，經(jīng)隔離后的 信號(hào)接集成驅(qū)動(dòng)74LS06的一個(gè)單元，集成驅(qū)動(dòng)74LS06的一個(gè)單元輸出信號(hào)推動(dòng)功率放大管 TEP127，功率放大管TIP127的開關(guān)回路串接固態(tài)繼電器控制端，控制固態(tài)繼電器觸點(diǎn)通、斷； 一路輸出端口連接到充電固態(tài)繼電器Jl的控制端， 一路輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J3 的控制端， 一路輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J4的控制端， 一路輸出端口連接到供電固態(tài) 繼電器J5的控制端， 一路輸出端口連接到驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器J6的控制端， 一路輸出端口連接 到充電固態(tài)繼電器J7的控制端，兩路輸出端口分別連接到充電器內(nèi)的兩路變壓固態(tài)繼電器的 控制端，操作控制器經(jīng)啟動(dòng)開關(guān)連接到前位蓄電池的正極與負(fù)極之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自充電健身電動(dòng)車，由帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的前輪，安裝兩組蓄電池的“V”型車架，安裝調(diào)速控制轉(zhuǎn)柄、功能控制轉(zhuǎn)柄的操作手把，操作控制器、充電控制器、調(diào)速器、減震器、帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的后輪和后車架，傳動(dòng)組件、座凳組成。前輪安裝在操作手把的前叉內(nèi)，操作手把與“V”型車架的一端連接。后輪安裝在后車架內(nèi)，后車架與“V”型車架的平底端側(cè)面鉸鏈連接。“V”型車架的另一端安裝減震器，連接處安裝座凳，減震器的另一端與后車架鉸鏈連接?！癡”型車架平底部分安裝的轉(zhuǎn)動(dòng)筒體內(nèi)安裝轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝大鏈盤和腳踏板，大鏈盤上安裝的鏈條與后輪軸上一側(cè)安裝的帶棘爪小鏈輪連接。能回收自充電健身電動(dòng)車運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的動(dòng)能，利用自充電健身電動(dòng)車健身鍛煉時(shí)所消耗的能量，轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。
文檔編號(hào)B62K11/00GK201280183SQ20082017920
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者炯 陳 申請(qǐng)人:炯 陳