手动控制自行车发电补充飞轮电池能量的装置及使用方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]本发明的目的是提供一种在自行车行驶中，利用自行车车轮的转动给飞轮电池补充动能的装置及方法。
[0006]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。
[0007]2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用自行车发的电输入到飞轮电池真空盒内的电动机/发电机，用电动机/发电机驱动飞轮转动储存动能。
[0008]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、飞轮电池的真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/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、调速器和发电机，摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；摩擦轮通过调速器与发电机连接；发电机通过导线与真空盒内的电动机/发电机连接；所述支架下部的一部分与外驱动装置的调速器固连，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自行车的后轮方向拉，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；转动的摩擦轮驱动调速器，调速器的输出轴驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机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；摩擦轮与自行车的后轮分离，发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动；
当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
[0009]本发明与现有技术相比的特点是:
一、在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。
[0010]二、利用自行车的调速盘控制给飞轮电池补充能量，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车结合，向飞轮提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车分离，以减轻人力负载。
[0011]三、给飞轮电池输入动能过程中，飞轮电池可以同时向外部负载输出电能。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的立体示意图。
[0013]图2是图1另一个角度的立体示意图。
[0014]图3是本发明上坡时的示意图。
[0015]图4是本发明下坡时的示意图。
[0016]图5是图3中的D-D剖视图。
[0017]图6是本发明在平地时的示意图。
[0018]图7是另一实施方法的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
本发明中设有手动离合装置:(参见图1至图4)其包括安装架11、拉伸弹簧12和支架21 ;还包括了现有技术自行车把手上的含有钢绳13的调速盘(未画出，该调速盘是现有技术的变速自行车的零部件，在变速自行车中通过操纵调速盘拉动钢绳，从而控制自行车的速度。而本发明利用该调速盘来操纵本发明中的机构)，所述安装架11与自行车的后架71固连；调速盘(未画出)通过钢绳13与支架21连接，其中所述支架21上部与安装架11上的支轴28铰接；拉伸弹簧12的一端与安装架11连接，另一端与支架21连接；
参见图1、图2和图5，动力总成2包括外驱动装置4和飞轮电池3 ;
外驱动装置4设置在真空盒33外，外驱动装置4包括摩擦轮41、调速器42和发电机43，摩擦轮41通过调速器42与发电机43连接；需要时，摩擦轮41与自行车的后轮72接触，从而用自行车的后轮72带动摩擦轮41和发电机43转动。发电机发出的电通过导线35输入到真空盒内的电动机/发电机34，电动机/发电机34驱动飞轮31转动储存能量；发电机43的外壳44与真空盒33固连。
[0020]支架21上部与安装架11上的支轴28铰接(参见图1、图2);支架21下部的一部分与外驱动装置的调速器42固连，支架21下部另一部分与真空盒33固连；也就是动力总成2的零部件都安装在支架21上，支架21绕安装架11上的支轴28转动，动力总成2也随之转动。
[0021]上述装置的使用方法:
参见图3，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13，钢绳13克服拉伸弹簧12的拉力将支架21朝自行车的后轮72的相反方向拉，安装在支架21上的动力总成2脱离自行车的后轮72 ;这样可以减轻人力蹬自行车的负载。
[0022]参见图4，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13，拉伸弹簧12的弹力将支架21朝自行车的后轮72方向拉，外驱动装置4的摩擦轮41与自行车的后轮72接触，并被自行车的后轮72带动；当自行车的后轮72行驶中产生抖动时，拉伸弹簧12的弹力阻止摩擦轮41与自行车的后轮72分离；转动的摩擦轮41驱动调速器42，调速器42的输出轴驱动发电机43转动发电，发电机43发出的电通过导线35输入到真空盒33内的电动机/发电机34，电动机/发电机34驱动飞轮31转动储存能量；
参见图6，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13，钢绳13克服拉伸弹簧12的弹力将支架21朝自行车的后轮72的相反方向拉，安装在支架21上的动力总成2脱离自行车的后轮72 ;外驱动装置4的摩擦轮41与后轮72分离，发电机43停止发电；飞轮31依靠储存的动能继续在真空盒33内转动；
当外界需要电能时，飞轮31的动能通过电动机/发电机34转化为电能，输出给外部负载。
[0023]另一实施方法:对于体力好的骑者，在平地行驶时，也可以利用本发明对飞轮电池实施补充能量。方法是在平地上(见图7)，将摩擦轮41调整到与后轮72接触，然后将安装架11固定在后架71上。这样，自行车在下坡和平地行驶时，都可以给飞轮电池补充能量。而在上坡时，摩擦轮41与后轮72是分离的，不再消耗骑者的体力。
【主权项】
1.一种手动控制自行车发电补充飞轮电池能量的装置的使用方法，包括自行车及其把手上的含有钢绳的调速盘、后架和后轮、飞轮电池的真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/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、调速器和发电机，摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；摩擦轮通过调速器与发电机连接；发电机通过导线与真空盒内的电动机/发电机连接； 所述支架下部的一部分与外驱动装置的调速器固连，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自行车的后轮方向拉，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；转动的摩擦轮驱动调速器，调速器的输出轴驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机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；摩擦轮与自行车的后轮分离，发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动； 当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。
【专利摘要】本发明涉及一种手动控制自行车发电补充飞轮电池能量的装置及使用方法。其特别之处是本发明设有手动离合装置和外驱动装置和飞轮电池，手动离合装置是根据自行车行驶的状况控制是否给飞轮电池补充能量。外驱动装置是接受自行车后轮的传动力给飞轮电池补充能量。有益之处是在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。利用手动控制给飞轮电池补充能量的时间，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车结合，向飞轮电池提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车分离，以减轻人力负载。
【IPC分类】B62M6-75, H02K7-02
【公开号】CN104590474
【申请号】CN201310520126
【发明人】杜文娟
【申请人】杜文娟
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月30日