手動控制自行車發(fā)電補充飛輪電池能量的裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于飛輪電池(或稱飛輪儲能裝置)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛輪電池補充能量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在眾多儲能裝置中，飛輪電池突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實現(xiàn)儲能。當飛輪以一定角速度旋轉(zhuǎn)時，就具有一定的動能，飛輪電池以其動能轉(zhuǎn)換成電能。飛輪電池與化學(xué)電池相比，以其高效率，充電時間短、相對尺寸小、清潔無污染等突出優(yōu)勢有望成為最具前景的儲能電池。
[0003]飛輪電池的工作原理:飛輪電池中有一個電機(電動/發(fā)電一體機),充電時,該電機以電動機形式運轉(zhuǎn)，將外界輸入的電能通過電動機轉(zhuǎn)化為飛輪的動能儲存起來，即飛輪電池“充電”；當外界需要電能時，該電機以發(fā)電機形式轉(zhuǎn)動，通過發(fā)電機將飛輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載，即飛輪電池“放電”。為了減少風阻損耗，摩擦等能量損失，飛輪電池設(shè)置在真空盒內(nèi)，并使用磁懸浮軸承支撐轉(zhuǎn)動部件。
[0004]飛輪電池的儲能密度大、相對尺寸小的特點，尤其適合攜帶于野外無電源場合，特別是對于騎自行車旅行的車友，在野外宿營時，非常需要有一個能給手提電腦、收音機，較大功率的燈光支持電力的飛輪電池。然而，飛輪電池目前只能用通電的方式驅(qū)動真空盒內(nèi)的發(fā)電機帶動飛輪轉(zhuǎn)動，使飛輪儲存動能，而在野外卻沒有可以給飛輪電池充電的電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種在自行車行駛中，利用自行車車輪的轉(zhuǎn)動給飛輪電池補充動能的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明主要技術(shù)思路:
1、為減少人力負載，裝置最好是在自行車下坡時給飛輪電池補充能量。而在上地坡時，裝置與自行車分離。
[0007]2、飛輪電池必須是在真空盒內(nèi)運作，可以用自行車發(fā)的電輸入到飛輪電池真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機，用電動機/發(fā)電機驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動儲存動能。
[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)方案:包括自行車及其把手上的含有鋼繩的調(diào)速盤、后架和后輪、飛輪電池的真空盒和真空盒內(nèi)的飛輪及電動機/發(fā)電機，其特征在于，還包括:
手動離合裝置:其包括安裝架、拉伸彈簧和支架；所述安裝架與自行車的后架固連；調(diào)速盤通過鋼繩與支架連接，其中所述支架上部與安裝架上的支軸鉸接；拉伸彈簧的一端與安裝架連接，另一端與支架連接；
動力總成:其包括外驅(qū)動裝置和飛輪電池；
其中，外驅(qū)動裝置設(shè)置在所述真空盒外，它包括摩擦輪、調(diào)速器和發(fā)電機，摩擦輪與自行車的后輪間斷性接觸；摩擦輪通過調(diào)速器與發(fā)電機連接；發(fā)電機通過導(dǎo)線與真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機連接；所述支架下部的一部分與外驅(qū)動裝置的調(diào)速器固連，支架下部的另一部分與真空盒固連；
使用方法:
當自行車進行上坡行駛期間，操縱自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩，鋼繩克服拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪的相反方向拉，安裝在支架上的動力總成脫離自行車的后輪；
當自行車進行下坡行駛期間，操作自行車把手上的調(diào)速盤，松開鋼繩，拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪方向拉，摩擦輪與自行車的后輪接觸，并被自行車的后輪帶動；當自行車的后輪行駛中產(chǎn)生抖動時，拉伸彈簧的彈力阻止摩擦輪與自行車的后輪分離；轉(zhuǎn)動的摩擦輪驅(qū)動調(diào)速器，調(diào)速器的輸出軸驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的電通過導(dǎo)線輸入到真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機，電動機/發(fā)電機驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動儲存能量；
當自行車進行平地行駛時，操作自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩，鋼繩克服拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪的相反方向拉，安裝在支架上的動力總成脫離自行車的后輪；摩擦輪與自行車的后輪分離，發(fā)電機停止發(fā)電；飛輪依靠儲存的動能繼續(xù)在真空盒內(nèi)轉(zhuǎn)動；
當外界需要電能時，飛輪的動能通過電動機/發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點是:
一、在無電源場合，可以用自行車給飛輪電池補充動能。
[0010]二、利用自行車的調(diào)速盤控制給飛輪電池補充能量，以減輕人力負載。即當自行車下坡時，裝置與自行車結(jié)合，向飛輪提供動能。當自行車上坡或平地行駛時，裝置與自行車分離，以減輕人力負載。
[0011]三、給飛輪電池輸入動能過程中，飛輪電池可以同時向外部負載輸出電能。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的立體示意圖。
[0013]圖2是圖1另一個角度的立體示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明上坡時的示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明下坡時的示意圖。
[0016]圖5是圖3中的D-D剖視圖。
[0017]圖6是本發(fā)明在平地時的示意圖。
[0018]圖7是另一實施方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
本發(fā)明中設(shè)有手動離合裝置:(參見圖1至圖4)其包括安裝架11、拉伸彈簧12和支架21 ;還包括了現(xiàn)有技術(shù)自行車把手上的含有鋼繩13的調(diào)速盤(未畫出，該調(diào)速盤是現(xiàn)有技術(shù)的變速自行車的零部件，在變速自行車中通過操縱調(diào)速盤拉動鋼繩，從而控制自行車的速度。而本發(fā)明利用該調(diào)速盤來操縱本發(fā)明中的機構(gòu))，所述安裝架11與自行車的后架71固連；調(diào)速盤(未畫出)通過鋼繩13與支架21連接，其中所述支架21上部與安裝架11上的支軸28鉸接；拉伸彈簧12的一端與安裝架11連接，另一端與支架21連接；
參見圖1、圖2和圖5，動力總成2包括外驅(qū)動裝置4和飛輪電池3 ;
外驅(qū)動裝置4設(shè)置在真空盒33外，外驅(qū)動裝置4包括摩擦輪41、調(diào)速器42和發(fā)電機43，摩擦輪41通過調(diào)速器42與發(fā)電機43連接；需要時，摩擦輪41與自行車的后輪72接觸，從而用自行車的后輪72帶動摩擦輪41和發(fā)電機43轉(zhuǎn)動。發(fā)電機發(fā)出的電通過導(dǎo)線35輸入到真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機34，電動機/發(fā)電機34驅(qū)動飛輪31轉(zhuǎn)動儲存能量；發(fā)電機43的外殼44與真空盒33固連。
[0020]支架21上部與安裝架11上的支軸28鉸接(參見圖1、圖2);支架21下部的一部分與外驅(qū)動裝置的調(diào)速器42固連，支架21下部另一部分與真空盒33固連；也就是動力總成2的零部件都安裝在支架21上，支架21繞安裝架11上的支軸28轉(zhuǎn)動，動力總成2也隨之轉(zhuǎn)動。
[0021]上述裝置的使用方法:
參見圖3，當自行車進行上坡行駛期間，操縱自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩13，鋼繩13克服拉伸彈簧12的拉力將支架21朝自行車的后輪72的相反方向拉，安裝在支架21上的動力總成2脫離自行車的后輪72 ;這樣可以減輕人力蹬自行車的負載。
[0022]參見圖4，當自行車進行下坡行駛期間，操作自行車把手上的調(diào)速盤，松開鋼繩13，拉伸彈簧12的彈力將支架21朝自行車的后輪72方向拉，外驅(qū)動裝置4的摩擦輪41與自行車的后輪72接觸，并被自行車的后輪72帶動；當自行車的后輪72行駛中產(chǎn)生抖動時，拉伸彈簧12的彈力阻止摩擦輪41與自行車的后輪72分離；轉(zhuǎn)動的摩擦輪41驅(qū)動調(diào)速器42，調(diào)速器42的輸出軸驅(qū)動發(fā)電機43轉(zhuǎn)動發(fā)電，發(fā)電機43發(fā)出的電通過導(dǎo)線35輸入到真空盒33內(nèi)的電動機/發(fā)電機34，電動機/發(fā)電機34驅(qū)動飛輪31轉(zhuǎn)動儲存能量；
參見圖6，當自行車進行平地行駛時，操作自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩13，鋼繩13克服拉伸彈簧12的彈力將支架21朝自行車的后輪72的相反方向拉，安裝在支架21上的動力總成2脫離自行車的后輪72 ;外驅(qū)動裝置4的摩擦輪41與后輪72分離，發(fā)電機43停止發(fā)電；飛輪31依靠儲存的動能繼續(xù)在真空盒33內(nèi)轉(zhuǎn)動；
當外界需要電能時，飛輪31的動能通過電動機/發(fā)電機34轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。
[0023]另一實施方法:對于體力好的騎者，在平地行駛時，也可以利用本發(fā)明對飛輪電池實施補充能量。方法是在平地上(見圖7)，將摩擦輪41調(diào)整到與后輪72接觸，然后將安裝架11固定在后架71上。這樣，自行車在下坡和平地行駛時，都可以給飛輪電池補充能量。而在上坡時，摩擦輪41與后輪72是分離的，不再消耗騎者的體力。
【主權(quán)項】
1.一種手動控制自行車發(fā)電補充飛輪電池能量的裝置的使用方法，包括自行車及其把手上的含有鋼繩的調(diào)速盤、后架和后輪、飛輪電池的真空盒和真空盒內(nèi)的飛輪及電動機/發(fā)電機，其特征在于，還包括: 手動離合裝置:其包括安裝架、拉伸彈簧和支架；所述安裝架與自行車的后架固連；調(diào)速盤通過鋼繩與支架連接，其中所述支架上部與安裝架上的支軸鉸接；拉伸彈簧的一端與安裝架連接，另一端與支架連接； 動力總成:其包括外驅(qū)動裝置和飛輪電池； 其中，外驅(qū)動裝置設(shè)置在所述真空盒外，它包括摩擦輪、調(diào)速器和發(fā)電機，摩擦輪與自行車的后輪間斷性接觸；摩擦輪通過調(diào)速器與發(fā)電機連接；發(fā)電機通過導(dǎo)線與真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機連接； 所述支架下部的一部分與外驅(qū)動裝置的調(diào)速器固連，支架下部的另一部分與真空盒固連； 使用方法: 當自行車進行上坡行駛期間，操縱自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩，鋼繩克服拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪的相反方向拉，安裝在支架上的動力總成脫離自行車的后輪； 當自行車進行下坡行駛期間，操作自行車把手上的調(diào)速盤，松開鋼繩，拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪方向拉，摩擦輪與自行車的后輪接觸，并被自行車的后輪帶動；當自行車的后輪行駛中產(chǎn)生抖動時，拉伸彈簧的彈力阻止摩擦輪與自行車的后輪分離；轉(zhuǎn)動的摩擦輪驅(qū)動調(diào)速器，調(diào)速器的輸出軸驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的電通過導(dǎo)線輸入到真空盒內(nèi)的電動機/發(fā)電機，電動機/發(fā)電機驅(qū)動飛輪轉(zhuǎn)動儲存能量； 當自行車進行平地行駛時，操作自行車把手上的調(diào)速盤，拉動鋼繩，鋼繩克服拉伸彈簧的彈力將支架朝自行車的后輪的相反方向拉，安裝在支架上的動力總成脫離自行車的后輪；摩擦輪與自行車的后輪分離，發(fā)電機停止發(fā)電；飛輪依靠儲存的動能繼續(xù)在真空盒內(nèi)轉(zhuǎn)動； 當外界需要電能時，飛輪的動能通過電動機/發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，輸出給外部負載。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手動控制自行車發(fā)電補充飛輪電池能量的裝置及使用方法。其特別之處是本發(fā)明設(shè)有手動離合裝置和外驅(qū)動裝置和飛輪電池，手動離合裝置是根據(jù)自行車行駛的狀況控制是否給飛輪電池補充能量。外驅(qū)動裝置是接受自行車后輪的傳動力給飛輪電池補充能量。有益之處是在無電源場合，可以用自行車給飛輪電池補充動能。利用手動控制給飛輪電池補充能量的時間，以減輕人力負載。即當自行車下坡時，裝置與自行車結(jié)合，向飛輪電池提供動能。當自行車上坡或平地行駛時，裝置與自行車分離，以減輕人力負載。
【IPC分類】B62M6-75, H02K7-02
【公開號】CN104590474
【申請?zhí)枴緾N201310520126
【發(fā)明人】杜文娟
【申請人】杜文娟
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月30日