飛輪電池補充能量的自動離合人力驅動裝置及使用方法
2023-06-07 13:18:01 1
飛輪電池補充能量的自動離合人力驅動裝置及使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種飛輪電池補充能量的自動離合人力驅動裝置及使用方法。其特點是飛輪電池的真空盒增設一內驅動裝置，其包括磁動輪、離心機構和摩擦凹輪。真空盒外設置一外驅動裝置，其包括手搖輪、變速器和含有磁鐵的驅動套。飛輪電池的飛輪一端連接一摩擦凸輪，摩擦凸輪與摩擦凹輪間斷性連接；使用方法：搖動手搖輪，變速器提高轉速，帶動驅動套，驅動套中的磁鐵與磁動輪通過磁場的耦合，帶動磁動輪、離心機構和摩擦凹輪一起轉動，以此帶動飛輪轉動儲存能量。有益之處是在無電源場合，可用人力給飛輪電池輸入動能。當手搖輪轉動到一定轉速時，驅動機構自動接近飛輪，提供動能。當手搖輪停止後，驅動機構自動與飛輪分離，以避免不必要的能量損耗。
【專利說明】飛輪電池補充能量的自動離合人力驅動裝置及使用方法
【技術領域】
[0001]本發明是關於飛輪電池(或稱飛輪儲能裝置)領域，特別是涉及一種飛輪電池補充能量的裝置。
【背景技術】
[0002]在眾多儲能裝置中，飛輪電池突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。當飛輪以一定角速度旋轉時，就具有一定的動能，飛輪電池以其動能轉換成電能。飛輪電池與化學電池相比，以其高效率，充電時間短、相對尺寸小、清潔無汙染等突出優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/發電一體機),充電時,該電機以電動機形式運轉，將外界輸入的電能通過電動機轉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，該電機以發電機形式轉動，通過發電機將飛輪的動能轉化為電能，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，飛輪電池設置在真空盒內，並使用磁懸浮軸承支撐轉動部件。
[0004]飛輪電池的儲能密度大、相對尺寸小的特點，尤其適合攜帶於野外無電源場合。在野外工作或休息時，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動真空盒內的發電機帶動飛輪轉動，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。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種在野外，或者在無電源的場合，用人力給飛輪電池補充動能的裝置及方法。
[0006]本發明主要技術思路:1、用磁動的方法驅動真空盒內的飛輪。2、當裝置停止給飛輪電池補充能量後，裝置須自動與飛輪分離，以避免飛輪不必要的能量消耗。
[0007]本發明的具體技術方案:包括飛輪電池的真空盒以及真空盒內的飛輪和發電機，其特徵是，在所述真空盒內增設一內驅動裝置，該內驅動裝置包括磁動輪、離心機構和摩擦凹輪，所述磁動輪通過轉軸與離心機構連接，離心機構中的滑動套筒通過連接杆與摩擦凹輪連接，滑動套筒和摩擦凹輪之間設置壓縮彈簧，滑動套筒能在轉軸上移動；所述磁動輪上設置多塊磁鐵；
所述飛輪的一端連接發電機，另一端連接一摩擦凸輪，所述摩擦凸輪與摩擦凹輪間斷性連接；
在所述真空盒外設置一外驅動裝置，該外驅動裝置包括手搖輪、變速器和含有多塊磁鐵的驅動套，手搖輪通過變速器與驅動套連接；驅動套設置在所述飛輪電池的真空盒外圍，
且與磁動輪同軸心；驅動套中的磁鐵與所述磁動輪上的磁鐵數量相等，且--對應並通過
磁場的稱合； 使用方法:人力搖動手搖輪，變速器將手搖轉速提高，帶動驅動套隨之轉動，驅動套中的磁鐵與磁動輪上的磁鐵通過磁場的耦合，使驅動套帶動磁動輪、離心機構和摩擦凹輪一起轉動，當離心機構的轉動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構中的滑動套筒克服壓縮彈簧的彈力朝摩擦凸輪方向移動，由此使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪與摩擦凸輪接合，以此驅動飛輪轉動儲存能量；當飛輪達到一定的轉速，停止手搖輪的轉動，變速器、驅動套、磁動輪、離心機構和摩擦凹輪也因此停止轉動；離心機構的離心力消失，壓縮彈簧的彈力推動滑動套筒，使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪離開摩擦凸輪；飛輪依靠儲存的動能繼續轉動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發電機轉化為電能，輸出給外部負載。
[0008]本發明與現有技術相比的特點是:
一、在無電源場合，可以用人力給飛輪電池輸入動能。而現有的飛輪電池只能通過充電方式給飛輪電池輸入能量。
[0009]二、當手搖輪轉動時，驅動機構能自動接近飛輪，並向飛輪提供動能。當手搖輪停止後，驅動機構能自動與飛輪分離，以避免不必要的能量損耗。
[0010]三、手搖輪和驅動機構無需離開飛輪電池，從而便於能快捷地再次向飛輪電池提供動能。
[0011]四、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。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的立體示意圖。
[0013]圖2是圖1中的局部剖視圖。
[0014]圖3是飛輪電池真空盒內的零部件的立體示意圖。
[0015]圖4是本發明另一實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明:
參見圖1至圖3，本發明包括外驅動裝置、內驅動裝置和飛輪電池3 ；
外驅動裝置設置在真空盒33外，該裝置主要利用磁場來驅動真空盒33內的內驅動裝置中的磁動輪51。外驅動裝置包括手搖輪41、變速器42和驅動套43，手搖輪41通過變速器42與驅動套43連接；驅動套43沿圓周設有多塊磁鐵431 ；
內驅動裝置設置在真空盒33內，該裝置主要接收外驅動裝置磁力，根據外驅動裝置轉動而轉動。內驅動裝置包括磁動輪51、轉軸52、離心機構53和摩擦凹輪54，所述磁動輪51與驅動套43同軸心，磁動輪51沿圓周設有多塊磁鐵511 ;磁動輪上的磁鐵511與驅動套中的磁鐵431數量相等，且一一對應並通過磁場的耦合；磁動輪51通過轉軸52與離心機構53連接；
離心機構53是一種基於離心運動原理的機械式自動控制裝置。其結構如圖2和圖3所示:在轉軸52上，兩根第一拉杆531分別裝有兩個飛錘532。第一拉杆531可在垂直平面內繞銷軸533擺動。在轉軸52旋轉時，飛錘532產生離心運動傾向，將第一拉杆531張開一定角度，並通過第二拉杆534使套在轉軸52上的滑動套筒535向摩擦凸輪32方向移動一段距離，該摩擦凸輪32與飛輪31連接，而飛輪31的另一端連接發電機34。轉軸52轉速越大，第一拉杆531張角越大，滑動套筒535克服壓縮彈簧536阻力後移得距離越大，滑動套筒535通過連接杆537 (見圖3)連接摩擦凹輪54，摩擦凹輪54向摩擦凸輪32靠近並與之接合，使飛輪31隨之轉動，於是飛輪31開始儲存動能。
[0017]上述裝置的使用方法:
人力搖動手搖輪41，變速器42將手搖轉速提高，帶動驅動套43隨之轉動，驅動套43中的磁鐵431與磁動輪51上的磁鐵511通過磁場的耦合，使驅動套43帶動磁動輪51、離心機構53和摩擦凹輪54 —起轉動，當離心機構53的轉動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構53中的滑動套筒535克服壓縮彈簧536的彈力朝摩擦凸輪32方向移動，由此使得與滑動套筒535連接的摩擦凹輪54與摩擦凸輪32接合，以此驅動飛輪31轉動儲存能量;
當停止手搖輪41的轉動，變速器42、驅動套43、磁動輪51、離心機構53和摩擦凹輪54也因此停止轉動；離心機構53的離心力消失，壓縮彈簧536的彈力推動滑動套筒535，使得與滑動套筒535連接的摩擦凹輪54離開摩擦凸輪32 ;飛輪31依靠儲存的動能繼續轉動；當外界需要電能時，飛輪31的動能通過發電機34轉化為電能，輸出給外部負載。
[0018]圖4是本發明的另一實施型式。其特點是將真空盒內外的零部件採用豎向設置。
【權利要求】
1.一種飛輪電池補充能量的自動離合人力驅動裝置的使用方法，包括飛輪電池的真空盒以及真空盒內的飛輪和發電機，其特徵是，在所述真空盒內增設一內驅動裝置，該內驅動裝置包括磁動輪、離心機構和摩擦凹輪，所述磁動輪通過轉軸與離心機構連接，離心機構中的滑動套筒通過連接杆與摩擦凹輪連接，滑動套筒和摩擦凹輪之間設置壓縮彈簧，滑動套筒能在轉軸上移動；所述磁動輪上設置多塊磁鐵； 所述飛輪的一端連接發電機，另一端連接一摩擦凸輪，所述摩擦凸輪與摩擦凹輪間斷性連接； 在所述真空盒外設置一外驅動裝置，該外驅動裝置包括手搖輪、變速器和含有多塊磁鐵的驅動套，手搖輪通過變速器與驅動套連接；驅動套設置在所述飛輪電池的真空盒外圍，且與磁動輪同軸心；驅動套中的磁鐵與所述磁動輪上的磁鐵數量相等，且--對應並通過磁場的稱合； 使用方法:人力搖動手搖輪，變速器將手搖轉速提高，帶動驅動套隨之轉動，驅動套中的磁鐵與磁動輪上的磁鐵通過磁場的耦合，使驅動套帶動磁動輪、離心機構和摩擦凹輪一起轉動，當離心機構的轉動達到一定速度時，在離心力的作用下，離心機構中的滑動套筒克服壓縮彈簧的彈力朝摩擦凸輪方向移動，由此使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪與摩擦凸輪接合，以此驅動飛輪轉動儲存能量；當飛輪達到一定的轉速，停止手搖輪的轉動，變速器、驅動套、磁動輪、離心機構和摩擦凹輪也因此停止轉動；離心機構的離心力消失，壓縮彈簧的彈力推動滑動套筒，使得與滑動套筒連接的摩擦凹輪離開摩擦凸輪；飛輪依靠儲存的動能繼續轉動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發電機轉化為電能，輸出給外部負載。
【文檔編號】F03G5/02GK103498773SQ201310427232
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】杜文娟 申請人:杜文娟