[发明专利]一种具有风力发电功能的电动自行车

权利要求书

1.一种具有风力发电功能的电动自行车，其特征在于，包括：

车梯（1），其安装在车轮（2），将所述车轮（2）支设于地面上，以使所述车轮（2）处于悬空状态且可通过花鼓（10）绕轮轴（3）转动；

叶片（4），其安装在所述车轮（2）的辐条（5）上，且与车轮平面（2a）的夹角可调节；

风向采集设备（6），其用于实时感知当前的风向；

车轮调向设备（7），其连接所述风向采集设备（6）和车轮（2），其根据所述风向采集设备（6）感知的当前风向，通过旋转所述车轮（2）控制所述车轮平面（2a）的转角，并使所述车轮平面（2a）垂直所述当前风向，所述车轮调向设备（7）按照如下公式对所述车轮平面（2a）的转角调整：

；

上述公式中，为所述车轮（2）相对于所述车轮平面（2a）的初始位置所能够转动的最大角度，且小于90°，所述车轮平面（2a）的初始位置为车架（8）所在平面；所述车轮平面（2a）的转角的角度范围为；为所述风向采集设备（6）感知的当前风向；

叶片调向设备（9），其连接所述叶片（4），用于根据当前风向和所述车轮平面（2a）的转角，控制所述叶片（4）与所述车轮平面（2a）的夹角位于预设范围内，使所述叶片（4）在风力作用下以受拉状态来承受风力；

发电机（11），其输入端以齿轮啮合的方式连接到所述花鼓（10）一端的输出齿轮（14），所述发电机（11）在所述车轮（2）由于一个或多个所述叶片（4）在风力作用下旋转时产生能量；和

充电设备（12），其与所述发电机（11）电连接，并用于将发电机（11）输出的交流电转化为直流电，对车载蓄电池（13）充电。

2.如权利要求1所述的具有风力发电功能的电动自行车，其特征在于，自行车驻车状态下，所述叶片（4）与所述车轮平面（2a）的夹角为-45°或45°；自行车骑行状态下，所述叶片（4）与所述车轮平面（2a）的夹角为0°。

3.如权利要求1所述的具有风力发电功能的电动自行车，其特征在于，所述当前风向的计算方法具体包括：

以为周期，记录周期内的风向角数据，并求取风向角平均值作为当前的风向角，若当前风向角与上一周期的风向角相差大于10°，则更新风向角，所述风向角为风向矢量与y轴正向的夹角，所述y轴平行于车架（8）所在平面，自行车的前方为y轴正向。

4.如权利要求1所述的具有风力发电功能的电动自行车，其特征在于，还包括调向控制器（15）和导电轴承（16）；

所述花鼓（10）套装在所述轮轴（3）外，所述导电轴承（16）设在所述花鼓（10）和所述轮轴（3）之间，所述导电轴承（16）的内圈相对于所述轮轴（3）固定设置，所述导电轴承（16）的外圈相对于所述花鼓（10）固定设置，使所述花鼓（10）可相对于所述轮轴（3）转动；

所述叶片调向设备（9）包括数量与所述辐条（5）相同的叶片调向舵机（9a），各所述叶片调向舵机（9a）设在所述花鼓（10）外周壁，围绕所述花鼓（10）的中心轴线周向隔开布置，且紧邻对应的所述辐条（5）设置，以控制相对应的所述辐条（5）上的叶片（4）与所述车轮平面（2a）的夹角；

所述花鼓（10）上每一所述叶片调向舵机（9a）所在的位置设有第一过线孔（10a）；

所述轮轴（3）形成有轴向中空腔（3a），并贯通所述轮轴（3）的一端；所述轮轴（3）的周壁设置有与所述第一过线孔（10a）相对应的第二过线孔（3b），各所述第二过线孔（3b）均与所述中空腔（3a）相贯通；

所述第一过线孔（10a）与其相对应的所述第二过线孔（3b）之间设所述导电轴承（16）并由所述导电轴承（16）封堵，以使每一所述叶片调向舵机（9a）的输出线的第一部分能够穿过所述第一过线孔（10a）与相应的所述导电轴承（16）电连接，所述导电轴承（16）再电连接所述输出线的第二部分，所述输出线的第二部分依次穿过对应的所述第二过线孔（3b）和所述轮轴（3）的轴向中空腔（3a），与所述调向控制器（15）电连接。