一种利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置。其特别之处是本实用新型专利技术设有重力离合装置和动力单元，重力离合装置是根据自行车行驶的状况自动控制是否给飞轮电池补充能量。动力单元是利用自行车后轮的动力发电，发出的电驱动飞轮电池的飞轮储存能量。有益之处是在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。利用自然力的重力和自锁机构自动控制给飞轮电池补充能量，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车自动结合，向飞轮提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车自动分离，以减轻人力负载。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置。其特别之处是本技术设有重力离合装置和动力单元，重力离合装置是根据自行车行驶的状况自动控制是否给飞轮电池补充能量。动力单元是利用自行车后轮的动力发电，发出的电驱动飞轮电池的飞轮储存能量。有益之处是在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。利用自然力的重力和自锁机构自动控制给飞轮电池补充能量，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车自动结合，向飞轮提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车自动分离，以减轻人力负载。【专利说明】 一种利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置
本技术是关于飞轮电池(或称飞轮储能装置)领域，特别是涉及一种飞轮电池补充能量的装置。
技术介绍
在众多储能装置中，飞轮电池突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，就具有一定的动能，飞轮电池以其动能转换成电能。飞轮电池与化学电池相比，以其高效率，充电时间短、相对尺寸小、清洁无污染等突出优势有望成为最具前景的储能电池。 飞轮电池的工作原理:飞轮电池中有一个电机(电动/发电一体机),充电时,该电机以电动机形式运转，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮的动能储存起来，即飞轮电池“充电”；当外界需要电能时，该电机以发电机形式转动，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出给外部负载，即飞轮电池“放电”。为了减少风阻损耗，摩擦等能量损失，飞轮电池设置在真空盒内，并使用磁悬浮轴承支撑转动部件。 飞轮电池的储能密度大、相对尺寸小的特点，目前正在向更小型化、低廉化方向发展，甚至将有可能出现设置在手机中的飞轮电池。由于其储能密度大的特点，尤其适合携带于野外无电源场合，特别是对于骑自行车旅行的车友，在野外宿营时，非常需要有一个能给手提电脑、收音机，照明支持电力的飞轮电池。然而，飞轮电池目前只能用通电的方式带动真空盒内的电机带动飞轮转动，使飞轮储存动能，而在野外却没有可以给飞轮电池充电的电源。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种在自行车行驶中，利用自行车轮的转动发电给飞轮电池补充动能的装置。 本技术主要技术思路: 1、为减少人力负载，装置是在自行车下坡时自动给飞轮电池补充能量。而在上坡时，装置自动与自行车分离。该自动离合机构为非耗电机构。 2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用自行车发的电输入到飞轮电池真空盒内的电机，用电机带动飞轮转动储存动能。 本技术的具体技术方案:包括自行车及其后架和后轮、飞轮电池的真空盒和真空盒内的飞轮及电机，其特征在于，还包括: 重力离合装置:其包括安装架及夹子、自锁机构、顶杆和重锤杆；所述安装架通过夹子与自行车的后架固连；自锁机构设置在安装架的楔槽中，其包括滑块、钢球和弹簧；所述顶杆的一端与自锁机构的钢球间断性接触，顶杆的另一端与重锤杆间断性接触；所述重锤杆与安装架上的第二支轴铰接； 动力单元:其包括支架、外驱动装置和飞轮电池单元； 其中，所述支架上部与安装架中的第一支轴铰接；支架下部设置外驱动装置和飞轮电池单元；支架还通过自锁机构的滑块与自锁机构连接； 其中，所述外驱动装置包括摩擦轮和发电机，摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；摩擦轮与发电机连接；发电机通过导线与飞轮电池单元中的电力电子变换器连接，为飞轮电池提供电力； 其中，所述飞轮电池单元包括一飞轮电池，一控制电路；所述飞轮电池包括真空盒和真空盒内的飞轮及电机，真空盒与发电机的外壳固连；所述控制电路包括单片机及钮扣电池电源、电力电子变换器，电力电子变换器通过导线与发电机连接，电力电子变换器还分另IJ与飞轮电池、单片机连接，单片机分别与钮扣电池电源、电力电子变换器连接；该飞轮电池单元为外部负载提供电力； 上述装置的使用方法: 第一步骤:当自行车进行上坡行驶期间，动力单元在重力作用下，其支架绕第一支轴转动到自由垂直状态，支架与安装架的夹子的夹角大于90°，其摩擦轮与自行车的后轮处于分离状态； 第二步骤:当自行车进行下坡行驶期间，动力单元在重力作用下，其支架绕第一支轴转动，支架与安装架的夹子的夹角小于90 °，摩擦轮与自行车的后轮接触，并被自行车的后轮带动；当自行车的后轮行驶中产生抖动时，与支架连接的自锁机构自动锁住支架，阻止摩擦轮与自行车的后轮分离；转动的摩擦轮带动发电机转动发电，发电机发出的电通过电力电子变换器输入到飞轮电池的真空盒内的电机，使电机加速带动飞轮转动，储存机械动倉泛; 第三步骤:当自行车进行平地行驶时，重锤杆在重力作用下，绕第二支轴朝后轮的相反方向转动，重锤杆与安装架的夹子的夹角呈直角状，重锤杆的上部推动顶杆，顶杆推动自锁机构的钢球，使自锁机构释放支架，于是支架在重力作用下，绕第一支轴朝后轮的相反方向转动，支架与安装架的夹子的夹角呈直角状，摩擦轮与自行车的后轮分离；发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动； 重复步骤1、步骤2和步骤3，也就是摩擦轮带动的发电机不断地间断性供电给飞轮电池，使飞轮不断加快，直至飞轮获得可以供电的转速； 此后，当外部负载需要电力时，操作单片机通电发讯给电力电子变换器和飞轮电池，飞轮作为原动机拖动电机发电，通过电力电子变换器输出交流电，经过单片机给外部负载提供电力。 本技术与现有技术相比的特点是: 一、在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。 二、利用自然力的重力和自锁机构自动控制给飞轮电池补充能量，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车自动结合，向飞轮提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车自动分离，以减轻人力负载。 三、在野外休息时，如遇飞轮电池储存的电力不够用时，可以转动自行车的后轮，继续给飞轮电池补充能量。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的立体示意图。 图2是图1另一个角度的立体示意图。 图3是图2的部分零件的分解图。 图4是本技术上坡时的示意图。 图5是图4的A部放大视图。 图6是本技术下坡时的示意图。 图7是图6中B部放大视图。 图8是图4中的D-D剖视图。 图9是本技术在平地时的示意图。 图10是图9中的C部放大视图。 图11是另一实施方法的示意图。 图12是电路示意图。 图13是飞轮电池的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步说明: 重力离合装置:(参见图1至图6)该装置主要是根据自行车行驶的状况自动控制是否给飞轮电池补充能量。其包括安装架11及夹子111、自锁机构12、顶杆13和重锤杆14 ;安装架11通过夹子111与自行车的后架71固连； 自锁机构12设置在安装架的楔槽129内(参见图6和图7);该自锁机构包括滑块121、钢球122和弹簧123。钢球122分别与滑块121的下边、弹簧123的一端、楔槽129的下边接触。滑块121的下边与钢球122接触，滑块121的上边与楔槽129的上边接触。弹簧123的一端与钢球122接触，另一端顶在楔槽129的一端。图7所示状态，滑块121只能向左移动，这是由于钢球122被弹簧123顶着，将滑块121压紧在楔槽129上，所以滑块121本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用重力控制发电补充飞轮电池能量的装置，包括自行车及其后架和后轮、飞轮电池的真空盒和真空盒内的飞轮及电机，其特征在于，还包括：重力离合装置：其包括安装架及夹子、自锁机构、顶杆和重锤杆；所述安装架通过夹子与自行车的后架固连；自锁机构设置在安装架的楔槽中，其包括滑块、钢球和弹簧；所述顶杆的一端与自锁机构的钢球间断性接触，顶杆的另一端与重锤杆间断性接触；所述重锤杆与安装架上的第二支轴铰接；动力单元：其包括支架、外驱动装置和飞轮电池单元；其中，所述支架上部与安装架中的第一支轴铰接；支架下部设置外驱动装置和飞轮电池单元；支架还通过自锁机构的滑块与自锁机构连接；其中，所述外驱动装置包括摩擦轮和发电机，摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；摩擦轮与发电机连接；发电机通过导线与飞轮电池单元中的电力电子变换器连接，为飞轮电池提供电力；其中，所述飞轮电池单元包括一飞轮电池，一控制电路；所述飞轮电池包括真空盒和真空盒内的飞轮及电机，真空盒与发电机的外壳固连；所述控制电路包括单片机及钮扣电池电源、电力电子变换器，电力电子变换器通过导线与发电机连接，电力电子变换器还分别与飞轮电池、单片机连接，单片机分别与钮扣电池电源、电力电子变换器连接；该飞轮电池单元为外部负载提供电力。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜文娟，
申请(专利权)人：杜文娟，
类型：新型
国别省市：浙江;33