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(fā)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。當手搖輪停止后，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(fā)明是關于飛輪電池(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(xiàn)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、清潔無污染等突出優(yōu)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(fā)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(fā)電機形式轉動，通過發(fā)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，并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，尤其適合攜帶于野外無電源場合。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(fā)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(fā)明內容】
[0005]本發(fā)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(fā)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后，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(fā)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(fā)電機，其特征是，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桿與摩擦凹輪連接，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(fā)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(shù)量相等，且--對應并通過
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(xù)轉動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發(fā)電機轉化為電能，輸出給外部負載。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)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(xiàn)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，并向飛輪提供動能。當手搖輪停止后，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，從而便于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(fā)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(fā)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(fā)明作進一步說明:
參見圖1至圖3，本發(fā)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(jù)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(shù)量相等，且一一對應并通過磁場的耦合；磁動輪51通過轉軸52與離心機構53連接；
離心機構53是一種基于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，兩根第一拉桿531分別裝有兩個飛錘532。第一拉桿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(chǎn)生離心運動傾向，將第一拉桿531張開一定角度，并通過第二拉桿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(fā)電機34。轉軸52轉速越大，第一拉桿531張角越大，滑動套筒535克服壓縮彈簧536阻力后移得距離越大，滑動套筒535通過連接桿537 (見圖3)連接摩擦凹輪54，摩擦凹輪54向摩擦凸輪32靠近并與之接合，使飛輪31隨之轉動，于是飛輪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(xù)轉動；當外界需要電能時，飛輪31的動能通過發(fā)電機34轉化為電能，輸出給外部負載。
[0018]圖4是本發(fā)明的另一實施型式。其特點是將真空盒內外的零部件采用豎向設置。
【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(fā)電機，其特征是，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桿與摩擦凹輪連接，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(fā)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(shù)量相等，且--對應并通過磁場的稱合； 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(xù)轉動；當外界需要電能時，飛輪的動能通過發(fā)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(yōu)先權日:2013年9月18日
【發(fā)明者】杜文娟 申請人:杜文娟