[实用新型]一种助力车轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及车轮，尤其涉及一种旨在使车轮在行驶中发生的刹车下坡滑行、晃悠和颠簸势能转换成驱动电能的自助车轮装置。

背景技术

在现有技术中，车轮是由轮轴驱动的，车轴则由发动机驱动或者由电动机拖动。车轮仅是被驱使的车辆部件而已。车辆下坡滑行，电机不需拖动时，虽然可将势能转换为电力输出，但多数情况下，也只能转变为热量而被散失掉。电动机变为发电机固然很好，但电能仍被浪费，实在可惜。随着科学技术的飞速发展，电流的逆变技术在电力电子技术领域中得到了广泛的应用，人们有理由期盼一种能将电机和逆变技术完美结合在一起，使车轮在运动过程中直接将刹车下坡滑行和颠簸所形成的势能由电机转换成电能，再经整流，蓄能和逆变而成为三相交流电，或存贮于蓄电池中或直接驱动电机，使车轮本身变成一种助力车轮装置。对于节能减排和提高车辆的传动效率具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型的发明目的在于，提供一种助力车轮，旨在使车轮在行驶中发生的下坡滑行、晃悠和颠簸势能转换成驱动电能的自助车轮装置。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种助力车轮，包括轮轴、电机、蓄电池和控制系统，其特征在于所述轮轴装在由轮壳、盖、轴承套和轴承盖组成的轮毂腔中，轮毂的一端与轮壳连接，另一端与轮轴连接，所述轴端装有盘，盘与轴承套间套装轴承I，盘的外端套装六方孔扳手，盘内侧通过支架与绕组定子固定连接，定子之外套装鼠笼转子，鼠笼转子的外圆上活套摆轮，摆轮两侧有棘轮I对称的套装在鼠笼转子上，棘轮轮I之外有电机壳套装于鼠笼转子，并支承于轴承II的外座圈上，所述轴承II的内座圈则分别与轮壳及盖固定连接，轴承II的内座圈上带有棘齿，并与装在鼠笼转子上的长柄棘爪和/或磁性棘爪配合，所述棘轮I则分别与装在摆轮中的两个弹性棘爪配合；六方孔扳手与车架挂接，启动车辆进入行驶状态，车轮随之转动，鼠笼转子与车轮随动并与定子的绕组产生相对运动；摆轮则在棘轮I的约束下沿着鼠笼转子外圆柱上与摆轮随动并与定子的绕组产生相对运动，于是，由摆轮运动而在a，b，c部分绕组中产生的匝线电流通过电缆输入采样电路，成为其初始信号；由鼠笼转子运动而在A，B，C全部绕组中产生的发电电流输入发电控制电路；所述的采样电路中有芯片IC1，其正端与蓄电池连接，其输入端通过可调电阻RP1和可调电阻RP2与定子绕组连接；所述芯片IC1则通过RP1和RP2控制继电器J1维持其触点J1-1不致断开的最小工作电压；蓄电池通过总开关K3连接显示电路和间歇可调控制电路，该间歇可调控制电路中有芯片IC2，其正端通过继电器J2的触点J2-2接入三相逆变电路，其输入端与可调电阻RP3及可调电阻RP4连接，其输出端接继电器J2，控制继电器J2定时通断，将直流信号输入所述的三相逆变电路中，该三相逆变电路的输出端A，B，C与所述电机的输出端子A，B，C保持电连接；所述电机的转子与绕组定子在车轮的转动中一直保持着动态，时而由蓄电池供电而转动；时而在刹车或下坡时而发电，并将其存贮于蓄电池中。

所述的摆轮包括箍，箍的圆周上分别套装夹紧卡I，夹紧卡II和夹紧卡III，所述夹紧卡I，II，III上则分别固定轴承III，所述夹紧卡II，夹紧卡III与所述箍之间装有滚珠，而各夹紧卡之间用拉弹簧连接。

与现有技术相比较，本实用新型的优点显而易见，主要表现在：

(1)将势能转化为动能，变废为宝，提高了能源和设备的利用率；

(2)有利于节能减排，有利于环境保护；

(3)将车轮改造成了一种助力车轮装置，可在车辆，或其他带有车轮的运输工具上加以推广。

附图说明

本实用有附图3幅，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型控制系统的电气原理图。

图中：1轮壳，2轮毂，3盘，4六方孔扳手，5轴用弹性挡圈，6轴承I，7轴承盖，8盖，9绕组定子，10电机转子，11棘轮I，12长柄棘爪，13轴承II内座圈带棘轮II，14球轴承II，15轴承II外座圈，16箍，17轴承III，18夹紧卡I，19螺栓，20螺母，21垫圈，22磁性棘爪，23弹性棘爪，24移动钢球砂架，25夹紧卡II，26压弹簧，27夹紧卡III，28拉弹簧，29摆轮，30双联开关，31芯片IC1，32蓄电池，33总开关，34手动开关，35芯片IC2，36轴承套，100电动机，200三相整流电路，300信号采样电路，400发电控制电路，500间歇可调控制电路，600显示电路，700三相逆变电路。

具体实施方式

如图1～图3所示的一种助力车轮，包括车轮轴、电机、蓄电池和控制线路，其特征在于所述轮轴装在由轮壳1、盖8、轴承套36和轴承盖7组成的轮毂腔中，轮毂2的一端与轮壳1连接，另一端与轮轴连接，所述轮轴的轴端装有盘3，盘3与轴承套36之间装有轴承I6，盘3的外端套装六方孔扳手4，盘3内侧通过支架与绕组定子9固定连接，定子之外套装鼠笼转子10，鼠笼转子10的外圆上活套摆轮29，摆轮29两侧有依次对称布置的棘轮I11和电机壳，电机壳支承于轴承II14的外座圈15上，其内座圈13分别与壳1及盖8固定连接，所述轴承II14的内座圈13上带有棘齿，并与装在鼠笼转子10上的长柄棘爪12和/或磁性棘爪22配合，所述棘轮I 11则分别与装在摆轮29中的两个弹性棘爪23相配合；鼠笼转子10和摆轮29都与车轮随动，但是又互不相关，鼠笼转子10由车轮带动而产生绕轮轴的公转，并与定子绕组9形成相对运动，因此而在绕组中感生绕组电流；摆轮29依靠车轮旋转而产生惯性运动，谓之自传，这种惯性运动可以是转动、晃悠或颠簸，并与定子绕组形成相对运动，因此在部分绕组中产生匝线电流。所述部分绕组通过在绕组中几绺绕线中抽头实现，旨在感生微小电流，供采样电路使用。一般情况下，全绕组感生的电流为24V，匝线电流为12V，分别由电缆通过所述盘3中的线孔引出。所述的控制线路，主要包括蓄电池32、电机驱动和发电电路100、三相整流电路200、信号采样电路300、发电控制电路400、间歇式工作控制电路500、显示电路600和三相逆变电路700。除显示电路600外，其他电路均装在保护箱中。其中的各电路正端串接在主电路中，其负端接地。电路中主要包括芯片IC131、IC235均为555集成电路，IC3，IC4，IC5也采用555集成电路，以及电阻R1～Rn，可调电阻Rp1～Rp7，电容C1～C21，二极管D1～D12。所述的摆轮29，包括箍16，其上分别装有夹紧卡I18、夹紧卡II25和夹紧卡III27，每个夹紧卡上都装有轴承III17，轴承III17的规格型号可以一致和/或不一致，不一致时应使其规格型号自上而下增大。各夹紧卡之间采用拉弹簧28连接；所述夹紧卡II25，夹紧卡III27与箍16之间还装有滚珠。