一种反重力发电车轮及其运行方法技术

一种反重力发电车轮及其运行方法，该车轮包括主轴，主轴上同轴设置有轮毂、轮圈、定子和飞轮转子，飞轮转子能够相对于定子旋转产生电流，主轴上套设有连接至所述飞轮转子的棘轮轴套，棘轮轴套上设置有n个棘轮，其中n为正整数，轮圈上设置有活动贯穿轮毂的重力转换器，当车轮转动至所述重力转换器竖直时，棘轮相对于重力转换器竖直向下移动、并受重力转换器的驱动转动一定角度。本发明专利技术利用车辆行驶过程中汽车重力大于牵引力，将汽车因重力而向下移动的数公分距离经悬挂式轮毂、重力转换器、棘轮、棘轮轴套转化为飞轮转子相对于定子的旋转以产生电能，从而实现车辆行驶过程中的能量转化，提高车轮的发电效率，大幅地延长电动汽车的续航能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种反重力发电车轮及其运行方法


[0001]本专利技术涉及车轮装置
，具体涉及一种反重力发电车轮及其运行方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的发展，其续航能力有了较大的提升，但相比燃油汽车而言，电动汽车仍受到续航里程和补充电量等方面的困扰。
[0003]当前的电动车汽车制动能量收回系统能为行驶中的电动汽车提供一定的续航能力，但是这套系统是有局限性的，它只能在车辆减速和制动时为电动汽车补充一定的电量，而在车辆加速、正常行驶、高速行驶时，不能为电动汽车提供电量和补充电量。车辆行驶过程中，相较于减速和制动操作，车辆加速、正常行驶、高速行驶的时间占比更大，如果能在这部分时间中为车辆提供一定的电量，将能够显著地增大电动汽车续航、减少充电时间，优化汽车能源结构。
[0004]为此，近年来新能源汽车研究者们将目光投向了车轮设计，通过车体重量使轮胎在行驶过程中产生形变，将轮胎形变产生的能量转换为电能储存起来以提高车辆的续航能力。专利CN109823117A提供了一种具有发电功能的车轮，其利用车轮在行驶过程中的变形，在轮胎内产生向车轮受压轻的地方流动的循环气流，通过特殊的轮毂设计在车轮转动中通过导流通道在轮毂的中央形成一个具有循环气流的发电空腔，循环气流驱动空腔内的发电机叶轮转动，使发电机发电。但是，车轮内的循环气流作用于叶轮上的推动力较弱使得这类车轮的发电能力差，并且车轮在行驶过程中所产生的形变是不规律，循环气流容易在车轮内部形成局部涡流，或者相互抵消的多股气流，进一步降低车轮发电的能力，因此这类车轮难以付诸于生产应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种反重力发电车轮及其运行方法，通过车轮行驶至重力转换器竖直时轮毂在重力作用下相对于轮圈竖直向下移动的一段距离，利用重力转换器促使棘轮组中的棘轮旋转，进而带动车轮内的飞轮转子在车辆行驶过程中高速旋转，将飞轮转子的转动惯量转变为电能后实现车辆在行驶过程中的发电，轮毂相对于轮圈的移动更加规律、能量转化更加稳定可靠，显著地提高了车轮的发电效率，实现了车辆行驶过程中的稳定发电，有效地延长了电动汽车的续航能力。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种反重力发电车轮，包括主轴，所述主轴上同轴设置有轮毂、轮圈、定子和飞轮转子，所述飞轮转子能够相对于所述定子旋转产生电流，所述主轴上套设有连接至所述飞轮转子的棘轮轴套，所述棘轮轴套上设置有n个棘轮，其中n为正整数，所述轮圈上设置有活动贯穿所述轮毂的重力转换器，当车轮转动至所述重力转换器竖直时，所述棘轮相对于所述重力转换器竖直向下移动、并受所述重力转换器的驱动转动一定角度。
[0008]本技术方案中，反重力发电车轮包括固定不动的主轴，主轴上设置有与车轴直接
或间接连接的轮毂，轮毂的外侧还设置有用于安装轮胎的轮圈。主轴上还安装有定子和飞轮转子，其中定子固定于主轴上而飞轮转子能够围绕主轴高速转动，在飞轮转子高速转动过程中，飞轮转子上的转子磁铁与定子上的线圈作用于线圈上形成电流，电流经穿过主轴的线缆传输至电瓶等车辆储能部件。上述部件与作用原理为现有技术，在此不再赘述。
[0009]与现有技术不同的是，本技术方案中利用棘轮轴套和重力转换器等部件实现了车辆在行驶过程中推动飞轮转子旋转，进而实现在车辆行驶过程中的发电。
[0010]具体地，本技术方案中，轮毂和轮圈同步转动，但轮毂并非同现有技术一样与轮圈相连接，而是悬挂于轮圈内，且能够相对于轮圈产生一定幅度，例如数厘米的移动。轮毂与轮圈的悬挂连接通过重力转换器实现，重力转换器的一个功能类似于轮辐，确保轮圈和轮毂能够同步转动。所述重力转换器可以有一根或者多根，在部分优选的实施例中，所述重力转换器至少有三根。
[0011]重力转换器的两端分别连接于轮圈的内壁，重力转换器与轮圈内壁的连接可以采用焊接、螺纹连接等固定连接方式，但固定连接方式仅适用于一根重力转换器的情况；在部分优选的实施例中，重力转换器两端与轮圈内壁优选采用活动连接，例如铰接、弹性连接，以实现在采用多根重力转换器时，轮毂能够相对于轮圈上下移动。重力转换器活动贯穿所述轮毂，因此，轮毂能够沿着重力转换器的轴向产生一定幅度的移动。当车辆行驶至某一根重力转换器垂直于水平面时，由于轮毂连接车轴，整车的重量将导致轮毂向下移动，同时轮胎、轮圈受地面反作用力支撑，不会产生竖直方向上的移动，因此轮毂便在重力的作用下，相对于轮圈沿竖直的重力转换器向下移动数厘米。
[0012]轮毂内设置有套设于主轴上且直接或间接连接至飞轮转子的棘轮轴套，棘轮轴套上设置有一个或多个棘轮，棘轮的位置与其对应的重力转换器相匹配，且为棘轮轮齿单向的特点使得轮毂在相对于轮圈向下移动的过程中，随轮毂一同向下移动的棘轮能够受重力转换器的驱动而朝特定方向旋转一定的角度。重力转换器推动棘轮的方式可以有多种，例如重力转换器上可以设置有齿条，齿条与棘轮相匹配，棘轮沿其周向全部或部分设置有齿，以在重力转换器的作用下旋转特定的角度。旋转的棘轮带动棘轮轴套转动一定角度，进而带动与棘轮轴套直接或间接连接的飞轮转子旋转，以在行驶过程中发电。在一个或多个实施例中，棘轮轴套上设置的多个棘轮中，每个棘轮可以对应于一个重力转换器，以在多个重力转换器的驱动下，接力推动棘轮轴套旋转完整的一周，进而使车轮在行驶时，飞轮转子能够不断地旋转，提高发电的效率。
[0013]本技术方案中，利用车辆行驶过程中汽车重力大于牵引力，将汽车因重力而向下移动的数公分距离经悬挂式轮毂、重力转换器、棘轮、棘轮轴套转化为飞轮转子相对于定子的旋转以产生电能，不仅能够稳定地、规律地实现车辆行驶过程中的能量转化，而且提高了车轮的发电效率，能够大幅地延长电动汽车的续航能力，具有广泛的推广价值。
[0014]作为本专利技术中重力转换器的优选结构，所述重力转换器包括齿框，所述齿框内设置有用于驱动所述棘轮转动的齿条，所述齿框上还同轴设置有两根支撑杆，所述支撑杆活动贯穿所述轮毂并连接至安装于所述轮圈内壁上的调节机构，所述调节机构用于在所述支撑杆相对于所述轮毂、轮圈移动后复位所述支撑杆。
[0015]本技术方案中，重力转换器包括齿框，齿框内设置有用于驱动所述棘轮转动的齿条。在部分优选的实施例中，齿框内相对设置有第一齿条和第二齿条，其中，第一齿条用于
在重力转换器竖直时驱动已旋转至与第一齿条啮合的棘轮，而第二齿条用于该重力转换器旋转了180
°
并再次竖直时，驱动已旋转至与第二齿条啮合的棘轮，以利用同一根重力转换器在车轮转动的一个周期内驱动同一棘轮两次，提高重力转换器的驱动效率，节省空间、车轮结构更加紧凑，优选地，齿条设置于齿框的两条长边上。
[0016]齿框上还同轴设置有两根支撑杆，在重力转换器处于竖直状态时，两根支撑杆分别位于齿框的上方和下方。两根支撑杆分别活动贯穿轮毂、并活动或固定连接至轮圈内壁上的调节机构。在部分设置有多根重力转换器的实施例中，例如第一重力转换器、第二重力转换器。第一重力转换器处于竖直状态下时，第二重力转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反重力发电车轮，包括主轴(1)，所述主轴(1)上同轴设置有轮毂(2)、轮圈(3)、定子和飞轮转子(7)，所述飞轮转子(7)能够相对于所述定子旋转产生电流，其特征在于，所述主轴(1)上套设有连接至所述飞轮转子(7)的棘轮轴套(15)，所述棘轮轴套(15)上设置有n个棘轮，其中n为正整数，所述轮圈(3)上设置有活动贯穿所述轮毂(2)的重力转换器(4)，当车轮转动至所述重力转换器(4)竖直时，所述棘轮相对于所述重力转换器(4)竖直向下移动、并受所述重力转换器(4)的驱动转动一定角度。2.根据权利要求1所述的一种反重力发电车轮，其特征在于，所述重力转换器(4)包括齿框(41)，所述齿框(41)内设置有用于驱动所述棘轮转动的齿条(42)，所述齿框(41)上还同轴设置有两根支撑杆(43)，所述支撑杆(43)活动贯穿所述轮毂(2)并连接至安装于所述轮圈(3)内壁上的调节机构，所述调节机构用于在所述支撑杆(43)相对于所述轮毂(2)、轮圈(3)移动后复位所述支撑杆(43)。3.根据权利要求2所述的一种反重力发电车轮，其特征在于，所述调节机构包括安装于所述轮圈(3)内壁上的第一套筒(51)，所述支撑杆(43)至少部分位于所述第一套筒(51)内，所述第一套筒(51)的底面上设置有第一弹簧(52)，所述第一弹簧(52)连接至所述支撑杆(43)的端面，所述第一套筒(51)的内壁上设置有第二弹簧(53)，所述第二弹簧(53)连接至所述支撑杆(43)的侧壁。4.根据权利要求2所述的一种反重力发电车轮，其特征在于，所述调节机构包括两个安装于所述轮圈(3)内壁上的支座(55)，所述支座(55)上铰链连接有长度可调的伸缩件(54)，所述伸缩件(54)与所述支撑杆(43)的端面铰链连接。5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种反重力发电车轮，其特征在于，所述棘轮的数量n≥3，且一个棘轮对应于一个重力转换器(4)，各重力转换器(4)与轮圈(3)的连接点沿所述轮圈(3)的周向均匀分布，各棘轮在竖直向下移动过程中受对应的重力转换器(4)的驱动转动1...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗业富，钱凤军，
申请(专利权)人：中磁动力设备深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：