[发明专利]飞轮电池补充能量的自动离合弹力驱动装置

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，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利用弹力势能给飞轮电池补充动能的装置及使用方法。

本发明主要技术思路：

1、旅行者在野外宿营时，将本装置安装在地面上，利用弹力给飞轮电池补充动能，使飞轮电池在宿营时和次日旅途中可供电使用。

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，装置中的驱动部件须自动与飞轮分离，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：

弹力驱动机构：其包括第一定位桩、第二定位桩、弹力绳组件、索引绳、压轮、带轮、增速器、第一皮带轮、皮带和第二皮带轮；弹力绳组件的第一端与索引绳连接，弹力绳组件的第二端与固定于地面的第二定位桩连接；第一定位桩相距第二定位桩一定间距固定于地面，并与所述真空盒连接；带轮设置在真空盒的下方，真空盒通过侧板连接于带轮和压轮；索引绳设置在带轮的槽和压轮之间的间隙中；带轮、增速器、第一皮带轮、皮带和第二皮带轮依次连接；第二皮带轮设置在真空盒外的中心轴上；第二皮带轮沿圆周设有多块磁铁；带轮与增速器的输入轴之间设置棘轮组件；弹力驱动机构的作用在于利用弹力势能驱动飞轮转动；

在所述真空盒内增设一内驱动机构，该内驱动机构包括磁动轮、离心机构和摩擦凹轮，所述磁动轮通过转轴与离心机构连接，离心机构中的滑动套筒通过连接杆与摩擦凹轮连接，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；所述磁动轮沿圆周设置多块磁铁；磁动轮上的磁铁与所述第二皮带轮中的磁铁数量相等，且一一对应并通过磁场耦合；磁动轮与第二皮带轮同轴心；

所述飞轮的一端连接发电机，另一端连接一摩擦凸轮，摩擦凸轮与所述内驱动机构中的摩擦凹轮间断性连接；

使用方法：

在地面上打入第一定位桩和第二定位桩，第一定位桩相距第二定位桩一定间距；然后把弹力驱动装置安放在地面，第一定位桩与飞轮电池的真空盒连接；第二定位桩与弹力绳组件的第二端连接，此时，弹力绳处于自由松驰状态；然后拉动牵引绳，牵引弹力绳组件的第一端克服弹力绳的弹力逐渐接近带轮，弹力绳被拉长，最后，弹力绳组件上的弹力绳处于最大张紧状态；

然后放开牵引绳，弹力绳组件开始靠弹力绳的弹力收缩；弹力绳组件在收缩过程中，通过牵引绳带动带轮转动，增速器将带轮的转速提高，增速器的输出端带动第一皮带轮转动，第一皮带轮通过皮带带动第二皮带轮；第二皮带轮上的磁铁与真空盒内的磁动轮上的磁铁通过磁场耦合，使第二皮带轮带动真空盒内磁动轮、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；

当弹力绳的收缩弹力逐渐减小，弹力绳逐渐缩短，最终弹力绳的收缩弹力无法拉动牵引绳，牵引绳停止运动，使得带轮、增速器、第一皮带轮、皮带、第二皮带轮、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；