[发明专利]自行车在下坡时的能量给飞轮电池补能的装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明是关于飞轮电池（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。

背景技术

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，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，较大功率的灯光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驱动真空盒内的发电机带动飞轮转动，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种在自行车行驶中，利用自行车轮的转动给飞轮电池补充动能的装置及方法。

本发明主要技术思路：

1、为减少人力负载，装置最好是在自行车下坡时给飞轮电池补充能量。而在上地坡时，装置与自行车分离。

2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用磁动的方法驱动真空盒内的飞轮。

3、当装置停止给飞轮电池补充能量后，装置须自动与飞轮分离，以避免飞轮不必要的能量消耗。

本发明的具体技术方案：包括自行车及其把手上的含有钢绳的调速盘、后架和后轮、飞轮电池及其真空盒和真空盒内的飞轮及发电机，其特征在于，还包括：

手动离合装置：其包括安装架、拉伸弹簧和支架；所述安装架与自行车的后架固连；调速盘通过钢绳与支架连接，其中所述支架上部与安装架上的支轴铰接；拉伸弹簧的一端与安装架连接，另一端与支架连接；

动力总成：其包括外驱动装置、内驱动装置和飞轮电池；

其中外驱动装置设置在所述真空盒外，它包括摩擦轮、增速器和驱动套，摩擦轮通过增速器与驱动套连接；摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；所述驱动套沿圆周设有多块磁铁；

其中内驱动装置设置在所述真空盒内，它包括磁动轮、转轴、离心机构和摩擦凹轮，所述磁动轮与外驱动装置的驱动套同轴心，磁动轮沿圆周设有多块磁铁；磁动轮上的磁铁与驱动套中的磁铁数量相等，且一一对应并通过磁场的耦合；磁动轮通过转轴与离心机构连接；离心机构包括滑动套和连接杆，其中的滑动套筒通过连接杆与所述摩擦凹轮连接，滑动套筒和摩擦凹轮之间设置压缩弹簧，滑动套筒能在转轴上移动；

其中所述真空盒内，所述飞轮的一端与发电机连接，飞轮的另一端设置一摩擦凸轮；摩擦凸轮与内驱动装置中的摩擦凹轮间断性的接触；

所述支架下部的一部分与外驱动装置的增速器转动连接，支架下部的另一部分与真空盒固连；

使用方法：

当自行车进行上坡行驶期间，操纵自行车把手上的调速盘，拉动钢绳，钢绳克服拉伸弹簧的弹力将支架朝自行车的后轮的相反方向拉，安装在支架上的动力总成脱离自行车的后轮；

当自行车进行下坡行驶期间，操作自行车把手上的调速盘，松开钢绳，拉伸弹簧的弹力将支架朝后轮方向拉，动力总成的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，拉伸弹簧的弹力阻止摩擦轮与自行车的后轮分离；增速器将摩擦轮的转速提高，增速器的输出端带动驱动套转动，驱动套中的磁铁与真空盒内的磁动轮上的磁铁通过磁场的耦合，使驱动套带动磁动轮、离心机构和摩擦凹轮一起转动，当离心机构的转动达到一定速度时，在离心力的作用下，离心机构中的滑动套筒克服压缩弹簧的弹力朝摩擦凸轮方向移动，由此使得与滑动套筒连接的摩擦凹轮与摩擦凸轮接合，以此驱动飞轮转动储存能量；

当自行车进行平地行驶时，操作自行车把手上的调速盘，拉动钢绳，钢绳克服拉伸弹簧的弹力将支架朝自行车的后轮的相反方向拉，安装在支架上的动力总成脱离自行车的后轮；动力总成的摩擦轮与自行车的后轮分离，这样摩擦轮、驱动套、磁动轮、离心机构和摩擦凹轮也因此停止转动；离心机构的离心力消失，压缩弹簧的弹力推动滑动套筒，使得与滑动套筒连接的摩擦凹轮离开摩擦凸轮；飞轮依靠储存的动能继续转动；