專利名稱：一種電力和彈力復合動力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動車輛的動力裝置，尤其涉及電力和彈力的復合動力裝置。
技術背景目前，隨著全社會環保意識的增加，電動車已成為人們熱選的一種交通工具，不僅有普遍使用的電動自行車，而且有電動汽車，它們都是以蓄電池為動力源，使用前只要將蓄電池用市電充滿，即可在規定里程內自由行駛，它不僅使用方便，而且使用成本較低，還不會產生廢氣排放，環保節能，發展前景廣闊。在電動車的行駛過程中，由于路面不平整，整車必然會產生不規則的上下顛簸，在這上下顛簸過程中蘊藏了大量的重力勢能，由于沒有相應的回收利用裝置，這些重力勢能都被白白地浪費了，沒有得到回收再利用，非常可惜。另一方面，隨著太陽能光電應用技術的發展，太陽能電池的應用技術已經成熟。申請人經過長期的研究，設計了適合電動車的一種彈力電力復合動力裝置，它以太陽能電池組件、顛簸勢能為復合動力，通過安裝在車身上的太陽能電池組件為大容量鋰電池進行自動充電，以鋰電池為助力電源，由鋰電池給直流電機輸入直流電，維系直流電機旋轉，在行走過程中，將車輛的上下顛簸所產生勢能轉化蝸簧的彈力勢能，利用蝸簧既能儲存能量又能釋放能量的原理，再用蝸簧儲存的能量作為電動車的輔助彈力動力；電動車配用這種復合動力裝置在晴天條件下，行駛里程較短則無需用市電進行額外充電，行駛節能10% 30%，非常符合現行的環保節能要求
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種電力和彈力復合動力裝置。本實用新型采取的技術方案如下一種電力和彈力復合動力裝置，包括太陽能電池組件、鋰電池、行走發電機、直流電機、彈力儲能器、變速機構、輸出輪、單向充電器和電流控制器，太陽能電池組件與鋰電池電連接，行走發電機通過單向充電器與鋰電池電連接，鋰電池通過電流控制器與直流電機電連接，行走發電機由車輪驅動，變速機構包括變速箱體、過渡軸、發條軸、傳動軸、齒輪A、 齒輪B、齒輪C、齒輪D、齒輪E和齒輪F，齒輪A固定安裝在過渡軸上，齒輪B、齒輪C和齒輪 E固定安裝在傳動軸上，齒輪D套裝在發條軸上，齒輪F固定安裝在直流電機的輸出軸上； 所述彈力儲能器包括顛簸勢能輸入杠桿、蝸簧、蝸殼、軸承座、單向轉動軸承、撥桿、輸能滑輪組、長連桿、短連桿和拉簧，蝸簧的內端與發條軸固定連接，蝸簧的外端與蝸殼固定連接， 蝸殼套裝在發條軸上，并與齒輪D固定連接，單向轉動軸承的內圈固定在發條軸上，單向轉動軸承的外圈安裝在軸承座上，撥桿與軸承座固定連接，撥桿的外端與長連桿和短連桿鉸連接，長連桿與輸能滑輪組中的動滑輪鉸連接，短連桿與拉簧的上端鉸連接，拉簧的下端固定在變速箱體上，所述輸能滑輪組包括固定銷、動滑輪、定滑輪和牽引繩索，牽引繩索的始端固定在固定銷上，牽引繩索繞經動滑輪和定滑輪，其末端固定在顛簸勢能輸入杠桿的拉繩端上。所述直流電機為雙定子平面電機，包括電機殼、軸承、平面定子片、永磁塊、轉子軛、右蓋板和主軸，平面定子片分別固定在電機殼和右蓋板的內側面上，在平面定子片內設有平面線圈，永磁塊沿轉子軛的周向均勻固定在轉子軛上，相鄰兩片永磁塊的磁性相反，轉子軛固定安裝在主軸上，電機殼和右蓋板分別通過軸承安裝在主軸上，永磁塊與轉子軛的結合體設置在電機殼和右蓋板之間，電機殼和右蓋板固定連接，平面線圈中的引出導線與直流電源相連接。進一步，在平面定子片內設有2 4層平面線圈，每層平面線圈是由若干個同心繞制的η匝同心線圈單元串聯而成，其中η = 1 200，所述同心線圈單元的數量與永磁塊數量相同。進一步，所述永磁塊的平面形狀為扇形，扇形的夾角為15° 30°，它由外圓弧、 內圓弧、扇形側邊和過渡圓弧圍合而，在外圓弧、內圓弧與扇形側邊的交會處均通過過渡圓弧光滑過渡連接。進一步，所述永磁塊的平面形狀由外圓弧、內圓弧、側面外圓弧、過渡圓弧圍合而成，外圓弧的兩端點與內圓弧的兩端點的連線的夾角為15° 30°，外圓弧與側面外圓弧的半徑相同，二個側面外圓弧對稱分布，并與外圓弧和內圓弧相交，二個側面外圓弧、外圓弧和內圓弧的交接處均由過渡圓弧平滑過渡連接。進一步，在轉子軛的同一圓周上均勻地固定有2 8個通孔，在每個通孔中鑲嵌一片永磁塊。在這種電力和彈力復合動力裝置中，太陽能電池組件是鋰電池的連續充電電源， 行走發電機是利用行駛過程中多余動能發電的回收充電源，尤其是在下坡滑行過程中，它不僅不消耗電能，而且將動能轉換成電能為鋰電池充電；彈力儲能器能將電動車在行駛過程中車輛上下顛簸的重力勢能轉換成驅動電動車行駛的彈力勢能，鋰電池是電動車的電能儲存器件，直流電機是驅動電動車行駛的主動力；變速機構是驅動電動車行駛的機械傳動部件，單向充電器是行走電機向鋰電池單向充電的控制器件，電流控制器是控制鋰電池向直流電機供電的電控器件。太陽能電池組件不斷地吸收太陽能，將太陽能轉換成電能儲存在鋰電池中，只要電動車在室外行駛，它就能進行光電的轉換，源源不斷地向鋰電池充電。 由于在電動車上設置了行走發電機，只要電動車行駛就能帶動行走電機進行發電，尤其是電動車下坡滑行車，能將動能轉換成電能并對鋰電池進行充電，它是鋰電池的第二充電能源；由于在電動車上設置了彈力儲能器，它能將電動車行駛過程中因路面不平造成車輛上下顛簸的重力勢能轉換成彈力勢能，利用蝸簧既能儲存能量又能釋放能量的特性，并使之成為驅動電動車行駛的輔助彈力動力；它是一種集太陽能電池、重力勢能和動能回收利用為一體的復合動力，實現了對電動車行駛過程中多余動能和重力勢量回收和再利用，在使用過程中幾乎不要用市電充電，只有在陰雨天或超里程行駛時才需另行充電，采用普通直流電機行駛可節能5 % 10 %，若選用雙定子平面電機可節能50 % 60 %，非常符合現行的環保節能要求。
圖1為本實用新型的傳動示意圖；[0014]圖2為直流電機、彈力儲能器和變速機構的結構示意圖；圖3為彈力儲能器的能量輸入機構的結構示意圖；圖4為輸能滑輪組的結構示意圖；圖5為直流電機的一種結構示意圖；圖6為圖5中平面線圈在平面定子片中的一種分布示意圖；圖7為圖6中的A-A剖視圖；圖8、圖9為永磁塊在轉子軛上的一種分布示意圖；圖9為圖8的左視圖；圖10為永磁塊的另一種平面形狀示意圖；圖中1-太陽能電池組件；2-鋰電池；3-行走發電機；4-直流電機；5-彈力儲能器；6-變速機構；7-輸出輪；8-單向充電器；9-電流控制器；11-固定銷；12-動滑輪； 13-定滑輪；14-牽引繩索；15-支撐軸；50-顛簸勢能輸入杠桿；51-蝸簧；52-蝸殼；53-軸承座；54-單向轉動軸承；55-撥桿；56-輸能滑輪組；57-長連桿；58-短連桿；59-拉簧； 60-變速箱體；61-過渡軸；62-發條軸；63-傳動軸；64-齒輪A ；65-齒輪B ；66-齒輪C ； 67-齒輪D ；68-齒輪E ；69-齒輪F ；41-電機殼；42-軸承；43-平面定子片；431-平面線圈； 432-引出導線；433-非導磁基材；44-永磁塊；45-轉子軛；46-右蓋板；47-主軸；48-輸出輪；49-軸用擋圈；441-外圓弧；442-內圓弧；443-扇形側邊；444-過渡圓弧；445-側面外圓弧。
具體實施方式
以下結合附圖1 5對本實用新型的具體實施方式
作詳盡說明一種電力和彈力復合動力裝置，包括太陽能電池組件1、鋰電池2、行走發電機3、 直流電機4、彈力儲能器5、變速機構6、輸出輪7、單向充電器8和電流控制器9，太陽能電池組件1與鋰電池2電連接，行走發電機3通過單向充電器8與鋰電池2電連接，鋰電池2通過電流控制器9與直流電機4電連接，行走發電機3由車輪驅動，變速機構6包括變速箱體 60、過渡軸61、發條軸62、傳動軸63、齒輪A64、齒輪B65、齒輪C66、齒輪D67、齒輪E68和齒輪F69，齒輪A64固定安裝在過渡軸61上，齒輪B65、齒輪C66和齒輪E68固定安裝在傳動軸63上，齒輪D67套裝在發條軸62上，齒輪F69固定安裝在直流電機4的輸出軸上；所述彈力儲能器5包括顛簸勢能輸入杠桿50、蝸簧51、蝸殼52、軸承座53、單向轉動軸承54、撥桿55、輸能滑輪組56、長連桿57、短連桿58和拉簧59，蝸簧51的內端與發條軸62固定連接，蝸簧51的外端與蝸殼52固定連接，蝸殼52套裝在發條軸62上，并與齒輪D67固定連接，單向轉動軸承54的內圈固定在發條軸62上，單向轉動軸承54的外圈安裝在軸承座53 上，撥桿55與軸承座53固定連接，撥桿55的外端與長連桿57和短連桿58鉸連接，長連桿 57與輸能滑輪組56中的動滑輪鉸連接，短連桿58與拉簧59的上端鉸連接，拉簧59的下端固定在變速箱體60上，所述輸能滑輪組56包括固定銷11、動滑輪12、定滑輪13、牽引繩索 14和支撐銷15，顛簸勢能輸入杠桿50上支撐點套裝支撐銷15上，牽引繩索14的始端固定在固定銷11上，牽引繩索14繞經動滑輪12和定滑輪13其末端固定在顛簸勢能輸入杠桿的拉繩端上。在本例中，所述直流電機4為雙定子平面電機，它包括電機殼41、軸承42、平面定子片43、永磁塊44、轉子軛45、右蓋板46、主軸47和輸出輪48，所述平面定子片43由平面線圈431、引出導線432和非導磁基材433組成，在非導磁基材433內壓固了二層平面線圈 431，每層平面線圈431是由六個同心繞制的十匝線圈單元串聯而成，平面定子片43分別通過鉚接方式固定在電機殼41和右蓋板46的內側面上；在轉子軛45的同一圓周上均勻設有6個固定通孔，在每個通孔中鑲嵌一片永磁塊44，相鄰兩片永磁塊44的磁性相反，轉子軛 45固定安裝在主軸47上，電機殼41和右蓋板46分別通過軸承42安裝在主軸47上，且位于永磁塊44與轉子軛45的結合體的兩側，電機殼41和右蓋板46固定連接，永磁塊44的平面形狀為扇形，扇形的夾角為15° 30°，它由外圓弧441、內圓弧442、扇形側邊443和過渡圓弧444圍合而，在外圓弧441、內圓弧442與扇形側邊443的交會處均通過過渡圓弧 444光滑過渡連接；平面線圈431中的引出導線432與直流電源相連接，輸出輪48固定安裝在主軸47的輸出端上，由軸用擋圈49進行軸向限位。永磁塊44的平面形狀還可選用如下結構所述永磁塊44的平面形狀由外圓弧441、內圓弧442、側面外圓弧445、過渡圓弧 444圍合而成，外圓弧441的兩端點與內圓弧442的兩端點的連線的夾角為15° 30°， 外圓弧441與側面外圓弧445的半徑相同，二個側面外圓弧445對稱分布，并與外圓弧441 和內圓弧442相交，二個側面外圓弧445、外圓弧441和內圓弧442的交接處均由過渡圓弧 444平滑過渡連接。
權利要求1.一種電力和彈力復合動力裝置，其特征是包括太陽能電池組件(1)、鋰電池(2)、行走發電機(3)、直流電機(4)、彈力儲能器(5)、變速機構(6)、輸出輪(7)、單向充電器(8) 和電流控制器(9)，太陽能電池組件⑴與鋰電池(2)電連接，行走發電機(3)通過單向充電器⑶與鋰電池(2)電連接，鋰電池(2)通過電流控制器(9)與直流電機⑷電連接，行走發電機(3)由車輪驅動，變速機構(6)包括變速箱體(60)、過渡軸(61)、發條軸(62)、傳動軸(63)、齒輪A (64)、齒輪B (65)、齒輪C (66)、齒輪D (67)、齒輪E (68)和齒輪F (69)，齒輪 A (64)固定安裝在過渡軸(61)上，齒輪B(65)、齒輪C(66)和齒輪E(68)固定安裝在傳動軸 (63)上，齒輪D(67)套裝在發條軸(62)上，齒輪F(69)固定安裝在直流電機⑷的輸出軸上；所述彈力儲能器(5)包括顛簸勢能輸入杠桿(50)、蝸簧(51)、蝸殼(52)、軸承座(53)、 單向轉動軸承(54)、撥桿(55)、輸能滑輪組(56)、長連桿(57)、短連桿(58)和拉簧(59)，蝸簧(51)的內端與發條軸(62)固定連接，蝸簧(51)的外端與蝸殼(52)固定連接，蝸殼(52) 套裝在發條軸(62)上，并與齒輪D(67)固定連接，單向轉動軸承(54)的內圈固定在發條軸 (62)上，單向轉動軸承(54)的外圈安裝在軸承座(53)上，撥桿(55)與軸承座(53)固定連接，撥桿(55)的外端與長連桿(57)和短連桿(58)鉸連接，長連桿(57)與輸能滑輪組(56) 中的動滑輪鉸連接，短連桿(58)與拉簧(59)的上端鉸連接，拉簧(59)的下端固定在變速箱體(60)上，所述輸能滑輪組(56)包括固定銷(11)、動滑輪(12)、定滑輪(13)和牽引繩索(14)，牽引繩索(14)的始端固定在固定銷(11)上，牽引繩索(14)繞經動滑輪(12)和定滑輪(13)，其末端固定在顛簸勢能輸入杠桿(50)的拉繩端上。
2.根據權利要求1所述電力和彈力復合動力裝置，其特征是所述直流電機(4)為雙定平面電機，包括電機殼(41)、軸承(42)、平面定子片(43)、永磁塊(44)、轉子軛(45)、右蓋板(46)和主軸(47)，平面定子片(43)分別固定在電機殼(41)和右蓋板(46)的內側面上， 在平面定子片(43)內設有平面線圈(431)，永磁塊(44)沿轉子軛(45)的周向均勻固定在轉子軛(45)上，相鄰兩片永磁塊(44)的磁性相反，轉子軛(45)固定安裝在主軸(47)上， 電機殼(41)和右蓋板(46)分別通過軸承(42)安裝在主軸(47)上，永磁塊(44)與轉子軛 (45)的結合體設置在電機殼(41)和右蓋板(46)之間，電機殼(41)和右蓋板(46)固定連接，平面線圈(431)中的引出導線(432)與直流電源相連接。
3.根據權利要求2所述電力和彈力復合動力裝置，其特征是在平面定子片(43)內設有2 4層平面線圈(431)，每層平面線圈(431)是由若干個同心繞制的η匝線圈單元串聯而成，其中η = 1 200，所述線圈單元的數量與永磁塊(44)數量相同。
4.根據權利要求2所述電力和彈力復合動力裝置，其特征是所述永磁塊(44)的平面形狀為扇形，扇形的夾角為15° 30°，它由外圓弧(441)、內圓弧(442)、扇形側邊(443) 和過渡圓弧(444)圍合而成，在外圓弧(441)、內圓弧(442)與扇形側邊(443)的交會處均通過過渡圓弧(444)光滑過渡連接。
5.根據權利要求2所述電力和彈力復合動力裝置，其特征是所述永磁塊(44)的平面形狀由外圓弧(441)、內圓弧(442)、側面外圓弧(445)、過渡圓弧(444)圍合而成，外圓弧(441)的兩端點與內圓弧(442)的兩端點的連線的夾角為15° 30°，外圓弧(441)與側面外圓弧(445)的半徑相同，二個側面外圓弧(445)對稱分布，并與外圓弧(441)和內圓弧(442)相交，二個側面外圓弧(445)、外圓弧(441)和內圓弧(442)的交接處均由過渡圓弧 (444)平滑過渡連接。
6.根據權利要求2所述電力和彈力復合動力裝置，其特征是在轉子軛(45)的同一圓周上均勻地固定有2 8個通孔，在每個通孔中鑲嵌一片永磁塊(44)。
專利摘要一種電力和彈力復合動力裝置，包括太陽能電池組件、鋰電池、行走發電機、平面電機、彈力儲能器、變速機構、輸出輪、單向充電器和電流控制器，太陽能電池組件是連續的能量輸入源，行走發電機是多余動能的回收充電源，鋰電池是電能的儲存器件，平面電機是驅動電動車行駛的主動力，彈力儲能器是將在行駛過程中車輛的上下顛簸的重力勢能轉換成驅動電動車行駛的彈力，實現了太陽能電池和彈力的復合，電動車行駛過程中多余動能和重力勢量的得到了回收再利用，在使用過程中幾乎不要用市電充電，是復合型節能動力裝置。
文檔編號B60K17/12GK202063026SQ20112011940
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者尹勇, 陳國芳 申請人:江蘇磁源動力科技有限公司