具体实施方式

下面，结合视图，对本申请的发电机5的惯性动力发生器的具体结构进行详细地描述。

图1为本申请惯性动力发生器的轴侧视图；图2为图1中机壳31侧面结构示意图。如图1、图2所示，本申请的惯性动力发生器包括：并排相对设置的第一底座1、第二底座2及第三底座3，其中第一底座1与第二底座2位于两侧，第三底座3位于中间位置；第三底座3上设置有机壳31，机壳31内形成有圆柱形的腔；机壳31轴心位置设置有与轴心重合的主轴32；主轴32在第一底座1、第二底座2相对位置分别设置有第一轴承11与第二轴承21，是主轴32与第一底座1、第二底座2活动连接；主轴32在机壳31内相对位置固定设置有呈十字形的摆臂33，主轴32位于摆臂33的中间位置；摆臂33的端部设置有呈扇形的摆锤34，摆锤34朝向机壳31一侧呈圆弧形，并与机壳31内表面具有一定的间隙；摆锤34由较重的铁块或铅块制成，以使摆锤34以主轴32为轴心旋转可以获得较大的惯性；第二底座2上还设置有以主轴32作为传动轴的双向电机22，该双向电机22集发电机与电动机于一体，具体结构可参考公开号为CN1972090A的中国专利申请所公开的“一种发电电动一体化装置”。

由于惯性的大小与质量与速度相关，因此摆臂33的长度及摆锤34的质量关系到该惯性动力发生器的旋转速度和摆锤34所产生的惯性动能。摆臂33越长，惯性动力发生器的旋转半径就越大，摆锤34产生的惯性动能就越大，同时转速会变慢。反之摆臂33越短，转速就越快。所以摆锤34的重量和摆臂33的长度要根据不同规格大小的电站而量身定制，以使惯性动力发生器和电站完美匹配，发挥最佳的发电效果。根据不同的电站规模，摆锤34的重量在几吨—几十吨之间，摆锤34的旋转直径在3米-10米之间。

图3为图2中摆锤34与外壳相对位置放大图；图4为第一磁铁311布置形式示意图。如图2、图3所示，在机壳31的内壁面安装有呈长方体形的第一磁铁311，在摆锤34的表面按很小的倾斜角度安装上钕磁铁制作的呈长方体形的第二磁铁341。安装在摆锤34上的第二磁铁341是固定的，安装在机壳31内的第一磁铁311是活动的，可以通过变角机构35控制第一磁铁311改变角度。

图4为第一磁铁311的连接结构示意图。如图4所示，第一磁铁311呈长方体形的钕磁铁制成，第一磁铁311通过螺栓固定在变角座313上，变角座313呈与第一磁铁311相适配的长方体形，在变角座313靠近第一磁铁311的一角位置设置有固定轴313a，第一磁铁311通过固定轴313a与机壳31内表面铰链连接。变角座313上固定轴313a相对应的面上，设置有由临近固定轴313a位置延伸到固定轴313a斜对角位置的调节槽313b，调节槽313b呈圆弧状，下述调节杆351a可伸入调节槽313b内。

图5为变角机构35的结构示意图；图6为图5中变角环351的正面结构示意图；图7为图5中变角环351的侧面结构示意图。如图5、图6、图7所示，变角机构35包括呈圆环状的变角环351，变角环351可安装在机壳31的侧面与机壳31活动连接。变角环351朝向机壳31一侧沿变角环351均匀设置有多个调节杆351a，调节杆351a可伸入调节槽313b内。变角环351的底部中间位置沿变角环351设置有变角齿351b，变角齿351b下部水平设置有螺杆352，螺杆352与变角齿351b相啮合，形成涡轮蜗杆的配合形式，以使螺杆352转动时可驱动变角环351旋转。螺杆352的一端还设置有一由伺服电机或步进电机制成的变角电机353，变角电机353与螺杆352通过齿轮传动，电机转动可带动螺杆352旋转。图8为第一磁铁311分布状态示意图；图9为第一磁铁311另一角度状态示意图。如图8、图9所示，变角电机353转动，通过螺杆352可驱动变角环351转动，从而使调节杆351a在调节槽313b内移动，以改变第一磁铁311的角度。通过调节第一磁铁311的角度，可以改变第一磁铁311与第二磁铁341之间的力，从而可以起到调节摆锤34转速的目的。

图10为本申请惯性动力发生器的另一实施方式的侧面视图。如图10所示，在另一种可能的实施方式中，第一磁铁311可以替换为设置在机壳31内表面的线圈绕组312可以与第二磁铁341配合形成类似无刷电机的结构形式。

实施例1

图11为实施例1中的惯性动力发生器的使用状态图。如图11所示，三个惯性动力发生器的主轴32轴心重合串联设置，一端连接有外部动力装置4，另一端设置有发电机5。发电机5的一端与惯性动力发生器相连，另一端设置有与发电机5齿轮传动连接的启动电机6。启动电机6的底部设置有液压升降器61，可以改变启动电机6的高度，从而实现启动电机6与发电机5的连接与断开。这种组合方式对初步启动要求的动力非常大，比较适合于一些小型的电站，惯性动力发生器不宜使用过多，也不宜使用过大。

在启动过程中，首先升高启动电机6，使启动电机6与发电机5实现齿轮啮合连接。然后将外部动力装置4、启动电机6、双向电机22及各个惯性动力发生器机壳31内线圈的功率调到最大，四股力量同时发力，在短时间内使各个惯性动力发生器的摆锤34进入高速旋转状态，发电机5也同时开始发电。惯性动力发生器内的摆锤34达到预定的转速，这时将启动电机6下降，使启动电机6与发电机5脱离，把双向电机22转换成发电机5，再把惯性动力发生器机壳31内线圈功率下调。

实施例2

图12为实施例2中的惯性动力发生器的使用状态图。如图12所示，惯性动力发生器为串联布置的三个，惯性动力发生器的主轴32的轴心重合，主轴32之间设置有离合器7，通过离合器7可以实现主轴32之间的断开与连接。三个惯性动力发生器的一端设置有外部动力装置4，可驱动主轴32转动，另一端设置有发电机5。实施例2的工作方式是这样的，首先，外部动力装置4带动惯性动力发生器旋转工作，惯性动力发生器机壳31内的线圈绕组312通电产生磁性，双向电机22转换成电动机，三股力量同时发力，在短时间内使惯性动力发生器的摆锤34高速旋转，使其获得较高的惯性动能，这时只有与外部动力装置4相连的惯性动力发生器处于旋转工作状态，另外两台惯性动力发生器和发电机5通过离合器7断开连接，不同步旋转。当惯性动力发生器的摆锤34达到预定转速，将该惯性动力发生器与其相邻的惯性动力发生器之间的离合器7闭合，将外部动力装置4和惯性动力发生器产生的惯性动能，经主轴32一起传送给下一惯性动力发生器。同时该下一惯性动力发生器的机壳31上的线圈绕组312通电产生磁性，双向电机22转换成电动机通电工作，三股力量同时推动惯性动力发生器的摆锤34高速旋转工作，使其在短时间内达到预定转速。以此类推，最终三台惯性动力发生器全部旋转，并带动发电机5工作发电。如果此时外部动力装置4的动力充裕，可将各个惯性动力发生器的双向电机22转换成发电机5，同时将各个惯性动力发生器机壳31线圈绕组312的电流下调，通过外部动力装置4和各个惯性动力发生器机壳31线圈的电流大小，来调节发电机5组的工作状态。

实施例2适用于外部动力源比较充裕的中大型发电站，惯性动力发生器的使用台数也不受限制，理论上，使用的重力惯性发生器越多惯性动力就越大，从而能适配更大功率的发电机5工作。这套方案利用离合器7完美解决了惯性动力发生器组的启动问题，在图12中，只画出了三台重力惯性发生器，在实际使用中，可根据电站规模和实际情况，使用更多台重力惯性发生器，从而将电站的发电效率提到最高。

实施例3

图13为实施例3中的惯性动力发生器的使用状态图。如图13所示，该图所展示的是三个串联惯性动力发生器与发电机5及外部动力装置4的第三种组合方式，该实施案例和图12所示案例的结构、启动方式、工作方式是完全一样的，同样是采用离合器7连接方式，在这里就不重复叙述。与实施例2的不同点在于各个惯性动力发生器的体积和重量都是不同的，从外部动力装置4到发电机5，惯性动力发生器的尺寸是逐个放大的。实施例2所提供的方案较适用于外部动力强劲的中大型电站。而实施例3所提供的方案则较适用于外部动力较弱的中小型电站，用逐级放大惯性动力发生器的办法来解决外部动力不足问题。

本方案的工作方式是这样的，首先外部动力装置4带动与其相连的惯性动力发生器旋转工作，该惯性动力发生器的机壳31上的线圈绕组312通电产生磁性推动摆锤34旋转，同时双向电机22转化成电动机。三股力量同时调至最大功率，使重力惯性发生器的摆锤34在短时间内达到预定转速。这时惯性动力发生器后面的各个重力惯性发生器和发电机5通过离合器7断开连接，不同步旋转工作，当该惯性动力发生器摆锤34达到预定转速，将该惯性动力发生器与其另一端的惯性动力发生器之间的离合器7闭合。第三个惯性动力发生器与中间位置的惯性动力发生器之间的离合器7依然断开，将该惯性动力发生器的机壳31线圈绕组312通电产生磁性，推动摆锤34向前运动，同时把双向电机22转换成电动机，三股力量同时调制最大功率推动惯性动力发生器的摆锤34高速旋转。用此方法依次带动此后的惯性动力发生器，将外部动力装置4产生的动能逐级传递给发电机5，以此提升发电机5的发电效率。

在整个装置运行稳定之后，将各个惯性动力发生器自带的双向电机22转换成发电机5发电，来增加发电机5组的发电效率。通过调节外部动力装置4和各个惯性动力发生器的机壳31上的线圈绕组312的电流大小来维持惯性动力发生器稳定工作。在外部动力不足时，可将各惯性动力发生器自带的双向电机22转换为电动机，来协作发电机5组的稳定工作。在此方案中，将惯性动力发生器逐个放大，可有效解决外部动力不足问题，较适用于一些中小型的混流式水力发电站和河床式水电站。

在以上实施例1、2、3中的惯性动力发生器内部结构均采用钕磁铁和线圈的组合方式。进一步地，惯性动力发生器内部结构还可采用钕磁铁和钕磁铁的组合方式。

实施例4

本申请还提供了一种具有上述惯性动力发生器的汽车。该汽车为混合动力汽车，具有驱动轮胎转动的驱动电机；为驱动电机体用电力的电池；可为电池进行充电的发电机；驱动发电机发电的内燃机；以及将内燃机的动力传递给发电机的惯性动力发生器。其中，电池还可以通过外部电源进行充电。

图14为实施例4中的惯性动力发生器的机壳的侧面结构示意图；图15为图14中机壳内表面展开后第一磁铁的分布图；图16为图14中飞轮外周面展开后第二磁铁的分布图。如图14、图15、图16所示，机壳31内设置在主轴32上的摆臂33及摆锤34替换为圆柱形的飞轮36，以增加重量从而提高惯性力。第一磁铁311设置在机壳31内表面，呈方形矩阵式排列，通过上述变角环351、螺杆352、变角电机353形成的变角机构调节第一磁铁311的角度。第二磁铁341呈一定的倾斜角度设置在飞轮36外周面上，并且在周面上均匀排列，但与轴向相邻的第二磁铁341错开一定距离呈台阶状排列。通过这种设置形式，可以使第二磁铁341相接进入第一磁铁311的感应区域。以保证力的连续性。

实施例5

图17为用于汽车中的惯性动力发生器的工作示意图。如图17所示，实施例5汽车中的惯性动力发生器内部结构与实施例4中相同，两个惯性动力发生器为一组，两个惯性动力发生器之间设置有无刷电机8，通过无刷电机8实现两惯性动力发生器的串联，形成惯性动力发生组。惯性动力发生组的径向侧面设置有风轮9，风轮9的端部与惯性动力发生器的主轴32通过皮带传动连接。两个惯性动力发生组串联在一起，形成惯性动力发生装置。惯性动力发生装置的一端连接有启动电机6(也可用小型内燃机代替启动电机6)，与惯性动力发生装置的主轴32连接；另一端通过皮带传动连接有发电机5。

惯性动力发生器内部结构是这样工作的，首先通过汽车电池给启动电机6通电，同时两个无刷电机8也通电工作，在短时间内使两个机壳31箱体内的惯性飞轮36高速旋转，使惯性飞轮36产生惯性动能达到要求，在带动飞轮36运转的同时，通过皮带传动，带动发电机5工作发电。风轮9有两种用途，在汽车处于静止状态发电机5工作时，通过皮带传动带动风轮9旋转产生风力，为发电机5组散热。在汽车处于运动状态发电机5工作时，因为空气阻力会产生很大的风力，利用汽车发动机舱前部的中网，将汽车迎面产生的风力，通过导管引流到风轮9上，使风轮9高速旋转，风轮9产生的风力动能经皮带轮传递给主轴32，为惯性动力发生器提供一股外部动力，从而可以更有效的提高发电机5组的发电效率，进一步降低启动电机6和无刷电机8的电力输出，使惯性动力发生器的发电效率更高，能有效的提高电动汽车的续航里程。

当惯性飞轮36达到稳定转速，惯性动力发生器能带动发电机5稳定发电时，因为惯性飞轮36旋转产生的惯性作用，这时只需要一股很小的外力推动就能维持惯性飞轮36的转速，这时依靠两个无刷电机8和机壳内第一磁铁311对飞轮上第二磁铁341产生的推力，维持惯性飞轮36的转速，依靠飞轮36产生的惯性动能继续带动发电机5工作。这时可将启动电机6断开连接，只需要保留能使惯性飞轮36能持续稳定工作的电量即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。