包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子 |
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| 申请号 | CN201380081479.X | 申请日 | 2013-12-12 | 公开(公告)号 | CN105980164A | 公开(公告)日 | 2016-09-28 |
| 申请人 | 张锡虎; | 发明人 | 张锡虎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种包括发电兼用的电动单元的轮子，更具体地，涉及一种如下的包括具有多个辅助动 力 结构的发电兼用的电动单元的轮子，其中，在一个轮子内部形成有空间部，在该空间部内除了主动力以外独立地形成多个辅助动力，从而能够在确保构筑独立的辅助动力所需的空间、使构筑装置所需的 费用 最小化的同时，通过为主动力附加多个辅助动力而确保强劲的推进力和旋转力，并且能够缩减少动辅助动力所需的电力使用等，合理地克服了具有发电兼用的电动单元的轮子的问题，由此显著地提高了效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子，其特征在于， 在轮子(10)的轮辋(20)内周面上形成有旋转环(100)，所述旋转环(100)的中央贯通而形成有空间部(101)，所述旋转环的内周面上配置有以一定间隔排列有多个磁铁(111、111 ’)的第一磁体(110)， 在所述空间部(101)中内置形成有固定板(200)，所述固定板(200)固定于固定轴(30)，并具有与所述第一磁体(110)对应地形成有多个线圈(211、211’)的线圈体(210)， 在所述空间部(101)内形成有使所述轮子(10)的旋转力减速而赋予强劲的推进力的第一辅助动力部(300)和第二辅助动力部(300’)， 在开放的所述轮辋(20)的两侧固定包裹有轮罩(40)，所述轮罩(40)能够在所述固定轴(30)上自由旋转，并接受从所述第一辅助动力部(300)和所述第二辅助动力部(300’)传递的推进力。 |
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| 说明书全文 | 包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子技术领域[0001]本发明涉及一种包括发电兼用的电动单元的轮子，更具体地，涉及一种如下的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子，该轮子通过由线圈体与磁体间的电荷符号和极性决定的引力和斥力进行旋转工作，并且轮子内部具有多个辅助动力结构，从而能够同时提高推进力(扭矩)和旋转力，能够非常高效地使用。 背景技术[0002] —般来说，电动机是一种流过电流的导体利用在磁场中受到的力而将电能转换为机械能的装置，通常指的是马达(motor)。根据电源的种类，分为直流电动机和交流电动机，交流电动机再分为三相交流用和单相交流用，如今主要使用三相交流用电动机。[0003 ]关于所述电动机，在1831年法拉第发现电磁感应后，开始陆续制作电动机，最初的电动机利用永久磁铁的引力和斥力，可动部并不旋转，采用了摆动的方式。1830年代首次使用电枢和被直流励磁的电磁铁制造出了当今形式的直流电动机，但是其输出小，只处于研究阶段。 [0004]此后，以费拉利斯和特斯拉发现交流所产生的旋转磁场为契机，各自独立地发明了二相交流电动机。从1889年德国的多布罗沃利斯基首次制造了输出为100瓦特(W)的三相交流电动机以来，三相交流电动机成为了当今交流电动机的主流。 [0005]此外，直流电动机和交流电动机均以相同的原理进行工作，S卩，当将流过电流的导体置于磁场中时，会在与磁场的方向垂直的方向上产生电磁力(洛伦兹力)。当在电动机内部设置磁铁而产生磁场，并且在与轴连接的导线中通过电流时，就会产生电磁力，并根据弗莱明的左手定则进行旋转而产生动力。作用于导线的电磁力与磁场的强度、电流的强度以及导线的长度成正比。 [0006]利用这种原理的最一般的电动机的普遍的基本结构为，在由永久磁铁或电磁铁构成的定子的内部内置有由永久磁铁或电磁铁构成的转子。特别是，对于直流电动机，在是四接点的情况下，由电磁铁构成的转子通过接点获得电力而被电磁化，通过因电磁化产生的引力和斥力产生连续的旋转运动。 [0007]另一方面，通常对电动马达而言，想要提高速度其推进力就会降低，想要得到推进力就要附加减速装置，因此，在附加减速装置时速度会降低，对于汽车而言，为了解决问题甚至使用300伏以上的电力，使得电池的过度消耗和车辆的重量以及价格增加，导致效率大幅下降。 [0008]另一方面，本发明的申请人曾提出了像注册专利第10-1025387号、注册专利第10-1117044号那样的高效率发电兼用圆盘旋转装置以及利用该装置的像专利申请第10-2009-0121482号那样的轮子，以新的方式利用特殊环境而解决了现有电动装置的问题。 [0009]但是，如上所述的电动装置仍然具有有限的推进力和取决于线圈的缠绕比的有限的旋转力，即使应用如上所述的电动装置，为了提升推进力，也必须附加另外的辅助动力等，因此不易确保设置空间且费用损失相当高，即使通过减速装置附加了驱动力，但在一个驱动装置中所能得到的推进力也是有限的。 [0010]此外，还存在的问题是为了驱动辅助动力而使用大功率，由此引起相当大的功率消耗等，其效率性显著降低。 发明内容[0011] 技术课题 [0012]本发明是为了解决上述的诸多问题而提出的，其目的在于提供一种如下的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子，其中，在一个轮子内部形成有空间部，在该空间部内除了主动力以外独立地形成多个辅助动力，从而能够在确保构筑独立的辅助动力所需的空间、使构筑装置所需的费用最小化的同时，通过为主动力附加多个辅助动力而确保强劲的推进力和旋转力，并且能够减少驱动辅助动力所需的电力使用等，合理地克服了具有发电兼用的电动单元的轮子的问题，由此显著地提高了效率。 [0013]课题解决方案 [0014]作为达成上述目的的具体方法，本发明的轮子构成为: [0015]在轮子的轮辋内周面形成有旋转环，所述旋转环的中央被贯通而形成空间部，并且配置有第一磁体，该第一磁体由多个磁铁以一定间隔排列而成， [0016]在所述空间部中内置形成有固定板，所述固定板固定于固定轴，所述固定板具有线圈体，该线圈体形成有与所述第一磁体对应的多个线圈， [0017]在所述空间部内形成有第一辅助动力部和第二辅助动力部，该第一辅助动力部和第二辅助动力部使所述轮子的旋转力减速而赋予强劲的推进力， [0018]在所述开放的轮辋的两侧固定包裹有轮罩，所述轮罩能够在所述固定轴进行自由旋转，并且接受从所述第一辅助动力部和第二辅助动力部传递的推进力。 [0019]发明效果 [0020]如上所述，在本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子中，固定于轮辋的旋转环的中央被贯通形成，并且能够在内部设置第一辅助动力部和第二辅助动力部，该第一辅助动力部和第二辅助动力部承担通过减速来提供辅助动力的功能，从而能够由轮子自身赋予多个附加的动力，并由此提高强劲的输出，无需设置另外的辅助动力，从而能够简化要求电动力的装置的结构，并且通过装置的小型化带来显著地节省费用，特别是，能够通过多级动力传递来获取推进力和旋转力等，能够实现大幅提高效率性的效果。附图说明 [0021]图1是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的立体图。 [0022]图2是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第一实施方式的剖视图。 [0023]图3是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第二实施方式的剖视图。 [0024]图4是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第一实施方式的工作图。 [0025]图5是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第二实施方式的一级减速工作图。 [0026]图6是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第二实施方式的二级减速工作图。 [0027]附图标记说明 [0028] 10:轮子 20:轮辋 [0029] 30:固定轴 40:轮罩 [0031] 100:旋转环 101:空间部 [0032] 110:第一磁体 111、111，:磁铁 [0033] 200:固定板 210:线圈体 [0034] 211、211，:线圈 210a:外轮线圈体 [0035] 210b:内轮线圈体 [0036] 300、300’:第一辅助动力部、第二辅助动力部310:盘 [0037] 311:第二磁体 320:驱动齿轮 [0038] 321:第一驱动齿轮 322:第二驱动齿轮 [0039] 330:离合器齿轮 331:第一离合器齿轮 [0040] 332:第二离合器齿轮 340:行星齿轮[0041 ] 341:第一行星齿轮 342:第二行星齿轮 [0042] 343:第三行星齿轮 350:联动齿轮 具体实施方式[0043]在本说明书和权利要求书中使用的用语或单词不能限定于通常或词典上的意思进行解释，应立足于发明人能够为了以最佳的方法对自己的发明进行说明而适当地定义用语的概念的原则，解释为符合本发明的技术思想的意思和概念。 [0044]因此，本说明书中记载的实施方式和附图中图示的结构仅是本发明的最优选的一个实施方式，并不能代表本发明的全部技术思想，应能够理解，在提出本申请的时间点存在能够代替它的多种等价物和变形例。 [0045]以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。 [0046]图1是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的立体图，图2是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第一实施方式的剖视图，图3是本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的第二实施方式的剖视图。 [0047]如图1至图3所示，本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子10包括旋转环100、固定板200、第一辅助动力部300、第二辅助动力部300’和轮罩40。 [0048]在此，所述轮子10只要是通常的具有轮胎结合在中央贯通型轮辋20的外周上的结构的轮子即可。 [0049]所述旋转环100固定形成在所述轮辋20的内周面，构成为环形，旋转环的中央贯通形成而形成有空间部101，并且在旋转环的内周面上配置有第一磁体110。 [0050]在此，所述第一磁体110构成为环状，该第一磁体110只要是以一定间隔排列有多个磁铁111、111’的磁体即可。[0051 ]所述固定板200构成为圆盘状，所述固定板200固定于在所述空间部101的内侧中央具有电动力的装置(图中未图示)的固定轴30，并且所述固定板200上与所述第一磁体110对应地构成有线圈体210，线圈体210上与所述磁铁111、111’对应地形成有多个线圈211、211，。 [0052]所述第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’在所述固定板200的两侧形成在空间部101，以能够提高轮子10的推进力和旋转力。 [0053]所述轮罩40构成为，一方面包裹所述轮辋20的两侧，另一方面能够将第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’的旋转力传递给轮子10。 [0054]另一方面，像上述那样构成的本发明的轮子10为了提高推进力和旋转力而构成为多种方式，下面通过实施方式对其进行说明。 [0055]如图2所示，第一实施方式如下。 [0056]首先，所述旋转环100的第一磁体110构成为隔开一定间隔形成有多列，该排列方式构成为以从旋转环100的内周面朝向该旋转环100的中心的方式垂直地突出，在本发明的实施方式中，第一磁体110构成为4列并具有3列间隔。 [0057]此外，所述固定板200的线圈体210包括朝向固定板200的圆周方向的外轮线圈体210a和朝向固定板200的中心的内轮线圈体210b。 [0058]在此，所述外轮线圈体210a形成在所述固定板200的外周，夕卜轮线圈体210a—方面朝向圆周方向而能够容纳在所述第一磁体110之间，另一方面呈3列突出形成而能够容纳在第一磁体110的3列间隔中。 [0059] S卩，如上所述，第一磁体110和外轮线圈体210a彼此交替排列。 [0000]另外，所述内轮线圈体21b以从所述外轮线圈体210a朝向固定板200的中心与该外轮线圈体210a对称的形式突出形成，并构成为3列。 [0061]此外，以所述固定板200为中心，在两侧空间部101形成有构成为彼此对称形式的第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’。 [0062]此时，所述第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’分别由进行旋转工作的圆盘状的盘310形成，盘310在中央向一侧突出地形成有驱动齿轮320，盘310通过单向轴承B与所述固定轴30结合，以使固定轴30具有自由旋转力。 [0063]另外，在盘310的外周形成有第二磁体311，第二磁体311隔开间隔在圆周方向上呈2列突出形成，以能够容纳所述内轮线圈体210b的外侧一列。 [0064]另外，在所述驱动齿轮320的一侧形成有离合器齿轮330，所述离合器齿轮330通常只要具有单向旋转力且只到一定的旋转力为止与所述驱动齿轮320具有接触力即可，离合器齿轮330构成为在对所述盘310赋予旋转力时，直到作用一定的旋转力为止与所述驱动齿轮320接触而旋转，当作用其以上的旋转力或反转时会进行空转。 [0066]此外，如图3所示，第二实施方式如下。 [0067]首先，所述旋转环100的第一磁体110隔开一定间隔呈多列构成，排列方式构成为从旋转环100的内周面朝向任一侧的轮罩40水平地突出，在本发明的实施方式中呈3列构成并具有2列间隔。 [0068]此外，使所述固定板200形成为向轮子10的一侧偏心，固定板200的线圈体210包括形成在固定板200的外周的外轮线圈体210a和朝向固定板200的中心的内轮线圈体210b。 [0069]在此，所述外轮线圈体210a形成在所述固定板200的外周，以能够容纳在所述第一磁体110之间的方式水平地突出形成，并呈2列构成而能够分别容纳在所述第一磁体110的2列的间隔。 [0070]即，如上所述，第一磁体110和外轮线圈体210a彼此交替地排列。[0071 ]另外，所述内轮线圈体21b构成为在从所述外轮线圈体210a朝向固定板200的中心分离的位置水平地突出，并构成为I列。 [0072]此外，以所述固定板200为中心，在两侧空间部101形成有第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’。 [0073]此时，所述第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’如下。 [0074]首先，在所述固定板200的一侧形成有圆盘状的盘310，此时，盘310在中央形成有驱动齿轮320，所述驱动齿轮320包括向一侧的轮罩40侧突出的一侧的第一驱动齿轮321和具有比所述第一驱动齿轮321大的齿轮齿数比的另一侧的第二驱动齿轮322，盘310通过单向轴承B与所述固定轴30结合，以使固定轴30具有自由旋转力。 [0075]另外，在盘310的外周形成有第二磁体311，所述第二磁体311容纳有所述固定板200的内轮线圈体210b并且与线圈211、211’对应地排列有多个磁铁111、111’，第二磁体311隔开间隔向一侧的轮罩40侧呈2列水平地突出形成，以能够容纳所述内轮线圈体210b。 [0076]此时，在第一辅助动力部300中，在所述驱动齿轮320的第一驱动齿轮321上形成有第一离合器齿轮331，所述第一离合器齿轮331通常只要具有单向旋转力且只到一定的旋转力为止与所述第一驱动齿轮321具有接触力即可，述第一离合器齿轮331构成为在对所述盘310赋予旋转力时，直到作用一定的旋转力为止与所述第一驱动齿轮321接触而旋转，当作用其以上的旋转力或反转时会进行空转。 [0077]另外，在所述轮罩40的内侧面形成有内轮齿轮41，所述第一离合器齿轮331和内轮齿轮41构成为通过赋予减速力的一个以上的第I行星齿轮341进行啮合而联动。 [0078]在所述第二辅助动力部300’中，在所述驱动齿轮320的第二驱动齿轮322上啮合有通过轴设置在所述固定板200的一个以上的第二行星齿轮342，在固定板200的另一侧与每个所述第二行星齿轮342通过同轴地形成有第三行星齿轮343。 [0079]另外，在所述固定轴30上，执行单向旋转的第二离合器齿轮332与另一侧的轮罩40固定且通过单向轴承B固定在固定轴30上。 [0080]另外，在所述第二离合器齿轮332上形成有与所述第二行星齿轮342啮合的联动齿轮350，通过所述联动齿轮350向第二离合器齿轮332传递旋转力。 [0081]此时，所述第二离合器齿轮332通常只要具有单向旋转力且只到一定的旋转力为止与所述联动齿轮350具有接触力即可，第二离合器齿轮332构成为在对所述联动齿轮350赋予旋转力时，直到作用一定的旋转力为止与所述联动齿轮350接触而旋转，在作用其以上的旋转力或反转时会进行空转。 [0082]以下，参照附图对具有如上所述的结构的本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子的作用进行详细说明。 [0083]首先，在本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子10中，在形成于固定板200的线圈体210导入直流电源，通过从所述线圈体210感应的电荷的符号以及旋转环100的第一磁体110与盘310的第二磁体311所具有的极性决定的引力和斥力的作用，使所述旋转环100和盘310以固定轴30为轴点进行自由旋转。 [0084] S卩，这样的作用如本发明的申请人提出并于2008年进行在先申请的专利申请第073431号所记载的那样，随着反复地转变导入到所述线圈体210上的直流电源的极性，从而在所述的线圈体210中，由直流电源的极性所感应的电荷的符号也一同转换，所述第一磁体110和第二磁体331的极性与所述电荷的符号相互干涉，从而在彼此之间产生引力或斥力，使得可自由旋转的状态的旋转环100和盘310旋转。 [0085]此时，在本发明中将所述线圈体210和第一磁体110以及第二磁体331构成为多列，另一方面随着排列在线圈体210上的线圈211、211’和排列在第一磁体110和第二磁体331上的磁铁111、111’的增加而造成引力和斥力的增大，同时提高旋转环100和盘310的驱动力。 [0086]另一方面，如上所述，在本发明中，实质上对被赋予转动旋转力的轮子10附加地赋予强劲的驱动力，这是通过第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’来实现的。 [0087]首先，第一实施方式的第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’的工作关系如下。 [0088] 参照图2，如图4所示地，在最初形成于固定板200的线圈体210，即外轮线圈体210a和内轮线圈体210b上导入电源时，通过引力和斥力对轮子10赋予相应的旋转环100的驱动力，并且对盘310赋予驱动力，从而在旋转环100的驱动力的基础上再增加盘310的驱动力，从而增大轮子10的强劲的推进力，并且依次增大轮子10的旋转力。 [0089]即，在第一辅助动力部300和第二辅助动力部300，中，当盘310旋转时，该盘310以通过单向轴承B结合的固定轴30为轴进行自由旋转，由此对驱动齿轮320赋予旋转力。 [0090]此时，在驱动齿轮320上啮合形成有离合器齿轮330，旋转力传递给离合器齿轮330，该旋转力又传递至轮罩40的内轮齿轮41。[0091 ]另一方面，如上所述，在向内轮齿轮41传递旋转力时，离合器齿轮330和内轮齿轮41由执行减速的通常的行星齿轮340连接，行星齿轮340使传递给离合器齿轮330的旋转力减速而变换为强劲的驱动力，并且该驱动力传递给内轮齿轮41。 [0092] S卩，对于轮子10，在旋转环100产生的驱动力的基础上再增加在盘310中产生而减速的驱动力，从而能够赋予更强劲的推进力，并由此产生的强劲的旋转力。 [0093]另一方面，在对像上述那样赋予了强劲的旋转力的轮子10上赋予一定以上的旋转力时，盘310产生的旋转力将不再进一步传递，这是因为所述离合器齿轮330如前所述地只到一定的旋转力为止与驱动齿轮进行接触，当超过该旋转力时，将与驱动齿轮320分离而分别进行空转，当轮子10的旋转力再次减小时，将重新与驱动齿轮320接触而赋予驱动力。 [0094]此时，像上述那样作用的第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’以对称形式构成在固定板200的两侧，在两侧增加强劲的驱动力，从而提高轮子10的推进力和旋转力。 [0095]此外，第二实施方式的第一辅助动力部300和第二辅助动力部300’的工作关系如下。 [0096] 在最初形成于固定板200的线圈体210，即外轮线圈体210a和内轮线圈体210b上导入电源时，通过引力和斥力对轮子10赋予对应的旋转环100的驱动力，并且对盘310赋予驱动力，从而在旋转环100的驱动力的基础上再增加盘310的推进力，从而增大轮子10的强劲的推进力，并且依次增大旋转力。 [0097]即，在第一辅助动力部300和第二辅助动力部300，中，当盘310旋转时，该盘310以通过单向轴承B结合的固定轴30为轴进行自由旋转，由此对驱动齿轮320赋予旋转力。 [0098]此时，在第一辅助动力部300中， [0099]参照图3，并如图5所示，在第一驱动齿轮321上啮合形成有第一离合器齿轮331，旋转力传递至第一离合器齿轮331，该旋转力又传递至轮罩40的内轮齿轮41。 [0100]另一方面，在像上述那样向内轮齿轮41传递旋转力时，离合器齿轮330和内轮齿轮41由执行减速的通常的第一行星齿轮341连接，第一行星齿轮341使传递给离合器齿轮330的旋转力减速而变换为强劲的驱动力，并且该驱动力传递至内轮齿轮41。 [0101] S卩，对于轮子10，在旋转环100产生的驱动力的基础上再增加在盘310中产生而减速的强劲的驱动力，从而赋予更加强劲的推进力，并由此赋予强劲的旋转力。 [0102]此外，在第二辅助动力部300’中， [0103]如图6所示，在第二驱动齿轮322上啮合形成有执行减速的通常的第二行星齿轮342，第二行星齿轮342使传递给第二驱动齿轮322的旋转力减速。 [0104]另外，在所述第二行星齿轮342中，在固定板200的另一侧同轴地形成有第三行星齿轮343，对该第三行星齿轮343赋予旋转力。 [0105]此后，传递至第三行星齿轮343的旋转力将传递至联动齿轮350并且再次传递至通过单向轴承B与固定轴30结合的第二离合器齿轮332，由此向固定有第二离合器齿轮332的轮罩40赋予旋转力。 [0106] S卩，对于轮子10，在旋转环100产生的旋转力的基础上加上在盘310中产生的减速的强劲的驱动力而富于更强劲的推进力，并由此赋予强劲的旋转力。 [0107]另一方面，当对像上述那样赋予了强劲的旋转力的轮子10赋予一定的旋转力以上时，盘310产生的驱动力将不再进一步传递，这是因为，所述第一离合器齿轮331和第二离合器齿轮331’如前所述地只到一定的旋转力为止与驱动齿轮320或联动齿轮350进行接触，当超过该旋转力时，将与驱动齿轮320或联动齿轮350分离而分别进行空转，当轮子10的旋转力再次减小时，将重新与驱动齿轮320或联动齿轮350接触而赋予推进力。 [0108]如上所述，本发明的包括具有多个辅助动力结构的发电兼用的电动单元的轮子在旋转环的中间形成有空间部，在该空间部可以形成有第一辅助动力部和第二辅助动力部，由此，由轮子本身通过第一辅助动力部和第二辅助动力部产生减速的强劲的驱动力，在初始驱动时或在上坡等要求强劲的推进力时能够自动地进行变速工作。 |
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