[发明专利]一种磁悬浮筒状电动车

摘要

本发明涉及新能源车技术领域，包括车体外轮和车体内筒两部分。在车体外轮提供一个半圆环区域的磁场，车体内筒以车体外轮衔接的部分对应产生相同的磁极，使得车体内筒相对于车体外轮实现了磁悬浮；车体外轮的磁场分为两个区域，左L区磁场和右R区磁场，这两个区的磁场所产生的排斥力FR和FL不相等的时候，合成一个磁悬浮力及向前或向后的力Fw,实现车体的前后运动；通过改变两侧磁悬浮力的平衡状态，可以实现车体的转向。利用外轮和内筒嵌套的结构，实现了磁悬浮；利用身体左右摆动的肢体语言来控制车辆的左右转向；停车时电磁铁通电产生磁场，线圈在磁场内切割磁感线发电，线圈在磁场中切割磁感线时收到的阻力，迫使外轮减速，实现能源回收。

主权项

1.一种磁悬浮筒状电动车，其特征在于：在车体外轮提供一个半圆环区域的磁场，车体内筒以车体外轮衔接的部分对应产生相同的磁极，使得车体内筒相对于车体外轮实现了磁悬浮；车体外轮的磁场分为两个区域，左L区磁场和右R区磁场，这两个区的磁场所产生的排斥力FR和FL不相等的时候，就会合成一个磁悬浮力，并产生一个向前或向后的力Fw, 实现车体的前后运动；通过改变两侧磁悬浮力的平衡状态，可以实现车体的转向；包括车体外轮和车体内筒两部分；所述车体外轮部分包括：‑车体车轮（1），用于支撑车体运动，并提供磁悬浮力;‑超级电容（3），用于为车体外轮提供电能；‑左外轮电磁铁（401）、右外轮电磁铁（402），用于为车体提供磁悬浮力和推进力；‑外轮单片机（602），用于控制车体磁悬浮力和推进力；‑外轮无线收发模块（1101），用于接收和发射无线信号，实现与车体内筒之间的信息交互；‑GPS定位芯片，用于定位车辆位置；‑内筒磁极位置传感器（802）；‑无线输电装置（9）；用于使外轮获得电能，将车体内筒车载蓄电池（7）的电能无线传输给车体外轮内的超级电容（3）存储；所述车体外轮（1）装有橡胶外套内有左外轮电磁铁（401）和右外轮电磁铁（402），能根据控制电流方向和大小产生不同的磁极的所需强弱的磁场，车体外轮（1）安装有超级电容，车体内筒可对车体外轮（1）实现无线充电，并具有定位功能，车体外轮设置有外轮单片机（602）和外轮无线收发模块（1101），能够控制外轮磁场强弱并与车体内筒单片机（601）实现信息交互；所述超级电容（3）安装于车体外轮（1）的内侧，超级电容的外形小呈圆柱体，轴对称圆盘状均匀分布，嵌入车体外轮的内侧，车体外轮（1）通过无线输电装置（9）无线接受车体内筒车载蓄电池（7）的电能，进整流后通过超级电容（3）存储；超级电容（3）将这些电能用于为左外轮电磁铁（401）和右外轮电磁铁（402）供电；超级电容具有循环使用使用寿命长、电流放电能力超强、能量转换效率高、充放电线路简单等优良性能；所述左外轮电磁铁（401）、右外轮电磁铁（402）分别嵌入到车体左右外轮中心处的圆环凹槽内，外轮内部的圆环凹槽用于车体外轮与车体内筒发生分离，外轮电磁铁（4）由单个电磁铁构成，所有这些电磁铁并排排列，铺满整个圆环凹槽，所有电磁铁线圈的绕线方向相同，使得外轮电磁铁向外一侧所有电磁铁的极性相同，向内一侧所有的电磁铁极性相同，即电磁铁N极与S极是同侧排列安装，外轮电磁铁与内筒电磁铁（2）平行，与内筒电磁铁（201）的距离保证线圈能够最大效率的相对磁场排斥力；车载电池正极经过三极管TOR集电极至发射极流入右外轮电磁铁（402），三极管TOR基极与车体外轮单片机（601）P0.0端连接；电池正极经过三极管TOL集电极至发射极流入左外轮电磁铁（401），三极管TOL基极与车体外轮单片机（601）P0.1端连接；电磁铁工作时的电流强弱由车体外轮单片机（601）控制；外轮无线收发模块（1101），用于接收和发射无线信号，实现与车体内筒之间的信息交互；采用NRF24L01无线收发模块，与外轮单片机（602）的P2.0，P2.1，P2.2，P2.3, P2.4相接；所述无线输电装置（9）分为电池端无线输电装置和线圈端无线输电装置，与线圈连接的是线圈端无线输电装置，与超级电容连接的是电池端无线输电装置；一个完整的无线输电装置由电能输送装置和电能接收装置两部分构成，分别用于输送和接收电能；当线圈产生电能时，线圈端无线输电装置的电能输送装置向电池端无线输电装置的电能接收装置输送电能并储存在超级电容中；当车体的外轮单片机（601）接收到磁极位置传感器反馈的信息后控制电池端无线输电装置向线圈端无线输电装置输电，线圈端无线输电装置的电能接收装置接收电能后通向线圈；无线输电装置中的电路部分由整流电路逆变器电路、谐振电路组成；内筒磁极位置传感器（802），用于从外轮上检测内筒磁极位置；车体内筒部分包括：‑左内筒电磁铁（201）、右内筒电磁铁（202），用于提供一种与车体外轮磁极性相反的排斥力，实现磁悬浮；‑左前进踏板力计（501），用于给出驾驶员左脚踩踏力的电信号，控制车体前进力的大小；‑右后退踏板力计（502），用于给出驾驶员右脚踩踏力的电信号，控制车体后退力的大小；‑内筒单片机（601），用于控制车体内筒磁悬浮力的强弱和方向，实现车体的运行；‑车载蓄电池（7），用于存储所需电能；‑外轮磁极位置间距传感器（8），用于检测外轮磁极的位置；‑太阳能电池板（10），用于把阳光转换成电能，对车载蓄电池（7）进行充电；‑内筒无线收发模块（1102），用于接收和发射无线信号，实现与车体内筒与车体外轮（1）之间的信息交互；‑重力加速度传感器（12），用于检测驾驶员的体位信息，并利用这些信息控制车体的转向；‑防翻转轮（13），用于防止车体向前或向后发生翻转；车体内筒空间为驾驶室，设置有车载蓄电池（7），车体内筒外部设有太阳能电池板（10），太阳能电池板（10）与车载蓄电池（7）连接，为该蓄电池蓄电；在车体外轮（1）与车体内筒衔接的位置处装有左内筒电磁铁（201）、右内筒电磁铁（202）和电磁线圈，电磁线圈由单片机控制能通电产生交变磁场，实现无线充电；内筒电磁铁（2）产生排斥力，实现磁悬浮；车体内筒驾驶员左右两只脚踩踏的位置设置有左前进踏板力计（501）和右后退踏板力计（502），踏板力计检测到驾驶员油门和刹车力度并将检测结果反馈给内筒单片机（601），给出控制电磁场电流的信号；在电磁线圈旁边前方位置设有外轮磁极位置间距传感器（801），为单片机提供信号，得知外轮磁极位置；驾驶员座位下装有重力加速度传感器（12），获取驾驶员的操控状态，及车体平衡状态，单片机根据这些信号控制磁场电流和磁极方向，根据车的位置实时变化，产生对应的磁场，实现磁悬浮、转向、停车、加速；内筒单片机（601）通过筒内无线收发模块（1102）与外轮单片机（602）实现信息交互；整个装置由单片机控制，可实现不动态循环、持续工作；车体内筒前后还设置有防翻转轮（13），防止车体内筒发生翻转。