一種應(yīng)用陀螺式飛輪儲能電池的縱向二輪封閉電動自行車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有封閉車廂的縱向二輪電動自行車設(shè)計(jì)方案。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著中國城市化進(jìn)程的發(fā)展，大量的汽車造成了嚴(yán)重的社會問題，國內(nèi)基本每個(gè)大中小城市都面臨著擁堵問題，同時(shí)，城市道路上行駛的汽車絕大部分為一人使用，占用道路空間大，道路、能源等資源有效利用率非常低，因此與城市公交系統(tǒng)配合使用的安全智能節(jié)能環(huán)保的中低速小型交通工具必將成為我國城鎮(zhèn)未來交通的發(fā)展趨勢；電動自行車、電動摩托車是目前電動車的主要車型，但其安全性、舒適性方面存在明顯不足，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前電動車主要的安全問題在于其被撞擊后難以保持直立以及沒有車身外殼防護(hù)，車體傾倒后駕乘人員極易遭受嚴(yán)重傷害；而以賽格威為代表的橫向兩輪體感平衡車無封閉性、安全性差，其平衡系統(tǒng)要求駕駛?cè)藛T必須通過身體姿態(tài)的調(diào)整來控制車輛，對駕駛?cè)藛T的技能要求高，容易導(dǎo)致身心疲憊，發(fā)生安全事故;在科技得到飛速發(fā)展的今天，我們完全應(yīng)該、也有能力實(shí)現(xiàn)一款符合電動自行車標(biāo)準(zhǔn)的、安全、便捷、環(huán)保、智能的未來城市交通工具，飛輪儲能電池是一種新型的儲能方式，通過將電網(wǎng)或蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為高速轉(zhuǎn)動的動能予以儲存，在很多歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到應(yīng)用，未來有可能成為主要的清潔能源儲存方式。本發(fā)明是在普通的高速旋轉(zhuǎn)飛輪儲能電池基礎(chǔ)上，將其轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)改造成重心在轉(zhuǎn)子外側(cè)的陀螺形式，從而使其具備陀螺的平衡功能。本發(fā)明目的就是為這樣一款革命性新概念的電動自行車提供一種整體飛輪電池及相關(guān)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案，本方案在提供動力的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)車體平衡功能，實(shí)現(xiàn)車輛安全舒適環(huán)保的完美統(tǒng)一，必將引領(lǐng)交通工具的未來發(fā)展趨勢。
[0003]發(fā)明專利內(nèi)容
[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供了一種基于陀螺式飛輪儲能電池的縱向二輪封閉電動自行車的動力及平衡解決方案。
[0005]本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種封閉的縱向二輪電動自行車上使用的陀螺式飛輪儲能電池(包括電池支架、支承軸承、電池外殼、電池轉(zhuǎn)子、電池定子、電池中心軸)、特殊形式車輪輪轂及電動支撐腳。
[0006]本專利與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面、經(jīng)濟(jì)適用性的優(yōu)良特征。具體為:
[0007]結(jié)構(gòu)緊湊、功能全面。本發(fā)明在高速電機(jī)的結(jié)構(gòu)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了飛輪儲能功能和陀螺的平衡功能、為封閉式電動自行車小型化、輕型化、舒適性的提升和清潔動力能源的提供做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn)。
[0008]經(jīng)濟(jì)適用性。所配套的車體為電動自行車基礎(chǔ)上加裝外殼所形成，部件采用市場上常見規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)零部件，平衡電池體可在現(xiàn)有高速電機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行定子改型開發(fā)，整體成本較低，具有較好的推廣價(jià)值和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明縱向兩輪封閉電動自行車整體示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明中的陀螺式飛輪儲能電池立體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明中的陀螺式飛輪儲能電池的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明中的陀螺式飛輪儲能電池的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5是本發(fā)明中的陀螺式飛輪儲能電池主體縱向剖視圖
[0014]圖6是本發(fā)明中的所配套使用的輪胎主視及徑向橫截面示意圖。
[0015]圖7是本發(fā)明中的所配套使用的電動雙支撐腳結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳述:
[0017]如圖1所示，車輛整體包括:1-封閉電動自行車車身、2-車輪3-陀螺式飛輪儲能電池、4-電動支撐腳;如圖2、3、4、5所示，陀螺式飛輪儲能電池主要結(jié)構(gòu)包括:5_電池支架、6-電池殼體、7-電池轉(zhuǎn)子、8-電池定子、9-支架軸承、10-電池中心軸、11-電池軸承；如圖6所示，特制的車輪包括:12_輪胎、13-輪轂輔助支撐邊沿;如圖7所示，電動支撐腳包括:14-蝸桿、15-微型電機(jī)、16-蝸輪、17-腳支撐支架、18-微型腳輪，其相互關(guān)系及主要特征在于:
[0018]1、整個(gè)車體由普通電動自行車的車身、陀螺式飛輪儲能電池包括電池、封閉車身外殼、特殊的電動腳支撐、特殊的輪轂輪胎構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，效果顯著。
[0019]2、在高速電機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的陀螺式飛輪儲能電池，轉(zhuǎn)速不小于I萬轉(zhuǎn)每分鐘，每個(gè)儲能電池轉(zhuǎn)子質(zhì)量均不小于五公斤，每輛車在中間底側(cè)放置兩臺轉(zhuǎn)向相反的儲能電池，電池體通過兩側(cè)軸承固定在支架上，上下均留有部分空間，該支架結(jié)構(gòu)允許電池體在車體上下坡時(shí)或劇烈顛簸時(shí)繞軸向震動搖擺30度左右角度;儲能電池轉(zhuǎn)子外側(cè)邊緣加厚加重，在半徑外側(cè)的1/2區(qū)域內(nèi)需要集中80%以上的轉(zhuǎn)子質(zhì)量，通過高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛輪存儲機(jī)械能功能，同時(shí)通過陀螺效應(yīng)的慣性力矩，穩(wěn)定車體姿態(tài)；
[0020]3、車輪輪轂形狀為在普通輪轂基礎(chǔ)上，增加輪胎兩側(cè)的輔助支撐邊沿，在車輛輕微負(fù)載狀態(tài)下，需保證輪轂兩側(cè)邊緣與輪胎同時(shí)與地面接觸，對車體形成有效的平面型支撐，從而可以最大限度穩(wěn)定車體姿態(tài)，減少常態(tài)路面條件下飛輪儲能電池能量消耗。
[0021]4、電動雙腳支撐，在車輛啟動和停止過程中，通過微型電機(jī)帶動蝸桿機(jī)構(gòu)的正反向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動齒輪和雙腳支撐支架的擺出和收起實(shí)現(xiàn)支撐的自動化，通過支撐腳前端的微型腳輪來減少與地面之間的摩擦，提高收放過程中車體的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)緊湊簡單可靠。
[0022]本發(fā)明中的儲能電池中轉(zhuǎn)子的重量、轉(zhuǎn)速、形狀，以及輪胎輪轂、腳支撐的具體參數(shù)可根據(jù)車體整體重量、電池排布位置及工藝能力進(jìn)行模擬調(diào)整。
[0023]上述的【具體實(shí)施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種縱向兩輪封閉電動自行車的設(shè)計(jì)方案。車體總體包括:類似普通電動自行車的車身、陀螺式飛輪儲能電池包括電池、封閉車身外殼、特殊的電動腳支撐、特殊的輪轂輪胎形式。2.本產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案采用陀螺式飛輪儲能電池，其特征在于其結(jié)構(gòu)包括常規(guī)高速電機(jī)所包含的電機(jī)支架、支承軸承、電池外殼、電池定子、控制器、陀螺式飛輪轉(zhuǎn)子，該電池可以在外部接通電源時(shí)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)儲存動能，并在車輛使用中根據(jù)需要將動能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)行儲存或驅(qū)動車輛行進(jìn)。3.如權(quán)利要求2所述的支架及軸承。其特征在于通過兩側(cè)軸承固定在支架上，上下均留有部分空間，該支架結(jié)構(gòu)允許車體在上下坡時(shí)或劇烈顛簸時(shí)繞軸向震動搖擺30度左右角度，從而減少了陀螺進(jìn)動效應(yīng)對車體的影響，同時(shí)可以防止車輛左右搖擺失衡，并在外部撞擊或重心失衡時(shí)，保障車體不會傾斜翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)安全的自平衡功能。4.如權(quán)利要求2所述的電池體內(nèi)含定子、陀螺式飛輪轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子特征在于其外側(cè)邊緣加厚加重，通過高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛輪存儲機(jī)械能功能，同時(shí)通過陀螺效應(yīng)的慣性力矩，穩(wěn)定車體姿態(tài)。5.如權(quán)利要求2所述的此種儲能電池，其特征在于其排布方式，每輛電動自行車上放置兩個(gè)規(guī)格同樣但轉(zhuǎn)向相反的飛輪儲能電池，設(shè)置在車體中心附近的低點(diǎn)位置，以最大限度發(fā)揮其陀螺效應(yīng)的平衡作用。6.如權(quán)利要求1所述的車輪輪轂形狀，其特征在于在車輪輪轂兩側(cè)邊緣向外延伸，車體空載靜止?fàn)顟B(tài)下，輪轂兩側(cè)邊緣與輪胎同時(shí)與地面接觸，對車體形成有效支撐，從而可以最大限度穩(wěn)定車體姿態(tài)，減少常態(tài)路面條件下飛輪儲能電池能量消耗。7.如權(quán)利要求1所述的支撐端帶小輪的電動雙腳支撐，其特征在于通過微型電機(jī)帶動蝸桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動齒輪和雙腳支撐支架的擺出和收起實(shí)現(xiàn)支撐的自動化，通過支撐腳前端的小輪來減少與地面之間的摩擦，提高收放過程中車體的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)緊湊簡單可靠。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用陀螺式飛輪儲能電池方案實(shí)現(xiàn)的車廂封閉的縱向兩輪電動自行車，車體包括電動自行車車體、陀螺式飛輪儲能電池包括電池、封閉車身外殼、改造特制的電動腳支撐、改造特制的輪轂輪胎。其特征在于所述將動能儲能與陀螺儀姿態(tài)穩(wěn)定功能集于一體，通過成對安裝到車輛上，在提供動力電能的同時(shí)，有效保障封閉型電動自行車的平衡行駛。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是：能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)普通電動自行車不具有的縱向兩輪獨(dú)立自平衡能力，有效提高了駕駛的安全性、舒適性及環(huán)保性。
【IPC分類】B62M6/80, B62K11/00
【公開號】CN105711710
【申請?zhí)枴緾N201610037401
【發(fā)明人】劉軍民
【申請人】劉軍民