[发明专利]一种自发光自行车警示灯

说明书

技术领域

本发明属于自行车技术领域，具体涉及一种自发光自行车警示灯。

背景技术

随着民众环保及运动健身意识的提高，骑自行车出行及锻炼身体又重新成为一种时尚。然而，现在城市中机动车较多且无自行车专用道，骑行者在夜间行车存在一定的安全隐患。为引起机动车驾驶员及其他骑行者的注意、减少或避免意外事故对骑行者造成伤害，越来越多的自行车警示产品相继问世，如反光片、警示灯等；其中警示灯的警示效果较好，但需要化学电池供电，因电池电量有限且存在自然损耗等问题需经常更换。这不仅给骑行者造成了较大的麻烦、增加了使用成本，更关键是电池没电且未及时更换时起不到必要的警示作用。

发明内容

针对现有自行车警示产品使用中所存在的问题，本发明提出一种自发光自行车警示灯。本发明的实施方案是：自行车轮的轴套经过盈配合套在转盘内孔中，转盘一侧设有阶梯型转盘环腔、另一侧设有环形滑道，转盘环腔经转盘导孔与滑道连通；转盘上开有滑道的一侧经螺钉装有侧板；侧板上设有侧板环腔和侧板导孔；转盘导孔和侧板导孔靠近滑道一侧的出口为球面；转盘环腔和侧板环腔内都经螺钉和端盖安装有设有扇形金属悬臂梁的金属基板，金属悬臂梁与所粘接的压电晶片构成压电振子；转盘及侧板上安装的压电振子的数量相等且相对滑道对称安装，金属悬臂梁靠近滑道安装；压电振子通过导线与镶嵌在端盖上的LED灯相连；转盘导孔及侧板导孔内安装有挤压滚珠；滑道内放置有球形激励器或圆柱激励器，圆柱激励器的两端设有切入倒角；当转盘上压电振子的数量及激励器的数量都大于1时，两个相邻的激励器中心与转盘中心连线间的夹角与两相邻挤压滚珠与转盘中心连线间的夹角之间不能互为整数倍，以减小各激励器所受的沿滑道运动的驱动力。

本发明中，为提高压电振子的发电能力和可靠性，端盖上设有限定压电振子变形量的限位面，限位面处设有用于容纳压电晶片的扇形沉腔，沉腔的平面尺寸大于压电晶片的尺寸、小于金属悬臂梁的尺寸；限位面为圆弧面且其半径为取决于压电晶片和金属基板的材料和厚度；压电晶片为0.2mm～0.3mm厚的PZT4，金属基板为铍青铜，且金属基板与压电晶片的厚度比为1～2.5，此时压电振子的发电能力较强，即电能比较大；能量比是指各不同厚度比压电振子一次弯曲变形所产生的电能与其中的最大值之比，一次弯曲变形是指压电振子从自由状态到金属悬臂梁完全贴靠在限位面上的变形过程。

本发明中，使发电量最大且压电晶片不至于破损的合理限位面半径为其中，α＝h_m/h_p为厚度比，h_m和h_p分别为金属基板和压电晶片厚度。

工作过程中，轴套随自行车轮旋转，从而带动转盘、侧板、压电振子及挤压滚珠转动；在转盘转动过程中，激励器在其惯性力的作用下处于滑道底部，从而使挤压滚珠和激励器产生相对运动。当压电振子及挤压滚珠转至与激励器接触时，挤压滚珠与激励器相互接触并产生侧向挤压力，挤压滚珠迫使压电振子向远离激励器的方向弯曲变形；当挤压滚珠与激励器的中心重叠时，压电振子的金属悬臂梁完全顶靠在限位面上、压电振子变形量最大；此后，压电振子的变形量随转盘的转动逐渐减小，挤压滚珠与激励器相互脱离时压电振子的变形量为零、即恢复到自然状态；上述挤压滚珠与激励器相接触后又脱离的过程中，压电振子完成了一次发电过程；压电振子所产生的电能经导线传输给LED灯，LED灯得电后发光。

优势与特色：利用惯性力实现转盘与激励器间的相对运动并激励压电振子轴向弯曲变形发电，不需要额外设定固定支撑；压电振子变形后各点应力相同且仅承受压应力，故发电量大、可靠性高；所形成的自行车警示灯能量自给、不需要电池、节能环保、使用方便。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例中采用球形激励器的警示灯结构示意图；

图2是本发明一个较佳实施例中采用圆柱激励器的警示灯结构示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是本发明一个较佳实施例中金属基板的结构示意图；

图5是本发明一个较佳实施例中端盖的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是本发明一个较佳实施例中转盘与侧板装配后的结构示意图；

图8是本发明一个较佳实施例中压电振子发电量之比与厚度比关系曲线。

具体实施方式