CN104467263A - 补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置。其特别之处是飞轮电池的飞轮上设置多块磁铁；在飞轮电池外设置一含有多块磁铁的人力驱动装置，并设有使飞轮电池与人力驱动装置快速离合的自锁机构。使用方法：转动手摇轮和变速器，利用变速器提高转速带动人力驱动装置转动，人力驱动装置中的磁铁与飞轮上的磁铁通过磁场的耦合作用，带动飞轮转动，使飞轮储存能量；当飞轮达到一定的转速，松开自锁机构，飞轮电池与人力驱动装置快速分离，飞轮依靠储存的动能继续转动；飞轮的动能可通过发电机转化为电能。有益之处：在无电源场合，可以用人力给飞轮电池输入动能。而现有的飞轮电池只能通过充电方式给飞轮电池输入能量。

Description

补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置
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，可以给手提电脑、收音机，较大功率的灯光支持电力。但由于飞轮电池设置在真空盒内，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在野外，或者在无电源的场合，用人力给飞轮电池补充动能的装置及方法。
本发明主要技术思路：由于飞轮电池必须是在真空盒内运作的，由此推出如下技术思路：在飞轮电池的真空盒内的飞轮上设置多块磁铁，相对应在真空盒外设置一个含有多块磁铁的人力驱动装置，转动该人力驱动装置，依靠磁铁间的磁力耦合，使真空盒内的飞轮转动，以此在飞轮中储存动能。当飞轮储能完成后，含有多块磁铁的人力驱动装置可快速脱离飞轮电池，以避免飞轮不必要的动能损耗。
本发明的具体技术方案：包括飞轮电池的真空盒以及真空盒内的飞轮和发电机，其特征是，在所述飞轮上设置多块磁铁；在所述真空盒外设置一人力驱动装置，该人力驱动装置包括含有多块磁铁的驱动套、变速器和手摇轮，所述驱动套、变速器、手摇轮顺序连接；驱动套设置在所述真空盒的外围，且与飞轮同轴心；驱动套中的磁铁与所述飞轮上的磁铁数量相等，且一一对应；
在所述人力驱动装置下部设置机架和导轨，
在所述真空盒下部设置台架，台架上设置自锁机构，台架上还设置与所述导轨配合的导向孔；
使用方法：飞轮电池与人力驱动装置通过导轨的导向连接，锁紧自锁机构， 使飞轮电池与人力驱动装置固连；转动手摇轮，手摇轮驱动变速器，利用变速器提高转速带动驱动套转动，驱动套中的磁铁与飞轮上的磁铁通过磁场的耦合作用，带动飞轮转动，使飞轮储存能量；当飞轮达到一定的转速，松开自锁机构，将人力驱动装置和飞轮电池分离，飞轮依靠储存的动能继续转动；
当外界需要电能时，飞轮的动能通过发电机转化为电能，输出给外部负载。
本发明的有益之处是：
1、在无电源场合，可以用人力给飞轮电池输入动能。而现有的飞轮电池只能通过充电方式给飞轮电池输入能量。
2、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
图1是本发明的立体示意图。
图2是图1的侧面示意图。
图3是本发明操作时的状态图。
图4是图2中的A-A剖视图，图中显示了自锁机构。
图5是图3中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
参见图5，飞轮电池1的飞轮11上设置多块磁铁12；在真空盒13外设置一人力驱动装置2，该人力驱动装置2包括含有多块磁铁21的驱动套22、变速器23、手摇轮24，所述驱动套22、变速器23、手摇轮24顺序连接；驱动套22设置在真空盒13的外围，且与飞轮11同轴心，驱动套22中的磁铁21与所述飞轮上的磁铁12数量相等，且一一对应；
在所述人力驱动装置2下部设置机架26和导轨27，
在所述真空盒13下部设置台架15，台架15上设置自锁机构3，台架15上还设置与所述导轨27配合的导向孔16；
自锁机构3主要零件是偏心盘31，参见图4，当按图4所示状况绕支轴33顺时针扳动手柄32，偏心盘31的压紧导轨27，造成自锁状态，使得人力驱动装置2与飞轮电池1快速连接在一起，没有外力作用于手柄32，偏心盘31就不会松开。当飞轮电池1储能完成后，停止人力驱动装置2的运作，逆时针扳动手柄32，偏心盘31与导轨27分离，飞轮电池1就可以快速离开人力驱动装置2，从而人力驱动装置中的驱动套22中的磁铁21不会干扰飞轮11在真空盒13内的转动，以避免飞轮11的能量损耗。
综上所述，上述装置使用方法：飞轮电池1与人力驱动装置2通过导轨27的导向连接，锁紧自锁机构3， 使飞轮电池1与人力驱动装置2连接；转动手摇轮24，手摇轮24驱动变速器23，利用变速器23提高转速，带动驱动套22转动，驱动套22中的磁铁21与飞轮11上的磁铁12通过磁场的耦合作用，带动飞轮13转动，使飞轮13储存能量；当飞轮13达到一定的转速，松开自锁机构3，将人力驱动装置2和飞轮电池1分离，飞轮13依靠储存的动能继续转动；
当外界需要电能时，飞轮13的动能通过发电机14转化为电能，输出给外部负载。

Claims (1)

1.一种补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置，包括飞轮电池的真空盒以及真空盒内的飞轮和发电机，其特征是，在所述飞轮上设置多块磁铁；在所述真空盒外设置一人力驱动装置，该人力驱动装置包括含有多块磁铁的驱动套、变速器和手摇轮，所述驱动套、变速器、手摇轮顺序连接；驱动套设置在所述真空盒的外围，且与飞轮同轴心；驱动套中的磁铁与所述飞轮上的磁铁数量相等，且一一对应；
在所述人力驱动装置下部设置机架和导轨；
在所述真空盒下部设置台架，台架上设置自锁机构，台架上还设置与所述导轨配合的导向孔。
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