CN105358829A - 补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

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(1)的飞轮(11)上设置的多块磁铁(12)，在飞轮电池(1)外设置含有多块磁铁(12)的人力驱动装置(2)，并设有使飞轮电池(1)与人力驱动装置(2)快速离合的自锁机构(3)，该装置的使用方法包括：转动手摇轮(24)和变速器(23)，利用变速器(23)提高转速带动人力驱动装置(2)转动，人力驱动装置(2)中的磁铁(12)与飞轮(11)上的磁铁(12)通过磁场的耦合作用，带动飞轮(11)转动，使飞轮(11)储存能量；当飞轮(11)达到一定的转速，松开自锁机构(3)，飞轮电池(1)与人力驱动装置(2)快速分离，飞轮(11)依靠储存的动能继续转动；飞轮(11)的动能可通过发电机转化为电能。在无电源场合，可以用人力给飞轮电池(1)输入动能。

Description

补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置及使用方法 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第二磁铁，相对应在真空盒外设置一个含有多块第一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，含有多块第一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第二磁铁；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第一磁铁的驱动套、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；驱动套中的所述第一磁铁与所述飞 轮上的所述第二磁铁数量相等，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，驱动套中的所述第一磁铁与飞轮上的所述第二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包括含有多块第一磁铁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中的所述第一磁铁21与所述飞轮上的所述第二磁铁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中的所述第一磁铁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中的所述第一磁铁21与飞轮11上的所述第二磁铁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 (6)

  1. 一种补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置的使用方法，其特征在于，包括飞轮电池的真空盒以及真空盒内的飞轮和发电机，所述飞轮上设置多块第二磁铁；在所述真空盒外设置一人力驱动装置，所述人力驱动装置包括含有多块第一磁铁的驱动套、变速器和手摇轮，所述驱动套、所述变速器、所述手摇轮顺序连接；所述驱动套设置在所述真空盒的外围，且与所述飞轮同轴心；驱动套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁数量相等，且一一对应；在所述人力驱动装置下部设置导轨，在所述真空盒下部设置台架，所述台架上设置自锁机构，所述自锁机构包括偏心盘、支轴和手柄；
    补充飞轮电池能量的快速离合人力驱动装置的使用方法包括：
    所述飞轮电池与人力驱动装置通过导轨的导向连接，锁紧所述自锁机构，使所述飞轮电池与所述人力驱动装置固连；转动所述手摇轮，所述手摇轮驱动所述变速器，利用所述变速器提高转速带动所述驱动套转动，所述驱动套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁通过磁场的耦合作用，带动所述飞轮转动，使所述飞轮储存能量。
  2. 根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述的所述飞轮电池与所述人力驱动装置通过所述导轨的导向连接，使所述飞轮电池与所述人力驱动装置固连的具体方法包括：
    所述手柄顺时针绕所述支轴被扳动，所述偏心盘压紧所述导轨。
  3. 根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述的所述驱动套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁通过磁场的耦合作用，带动所述飞轮转动，使所述飞轮储存能量之后，还包括：
    所述人力驱动装置和所述飞轮电池分离。
  4. 根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述的所述人力驱动装置和所述飞轮电池分离的具体方法包括：
    所述手柄逆时针绕所述支轴被扳动，所述偏心盘与所述导轨分离。
  5. 根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述的所述人力驱动装置和所述飞轮电池分离之后，所述使用方法还包括：
    所述飞轮依靠存储的动能继续转动。
  6. 根据权利要求1-5任一所述的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：
    当外界需要电能时，所述飞轮的动能通过所述发电机转化为电能，输出给外部负载。
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