发明内容

本发明根据现有技术存在的上述问题，提供了一种平衡控制装置，本发明所要解决的技术问题是：如何方便控制平衡控制装置的开启和关闭。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种平衡控制装置，包括支撑架，其特征在于，所述支撑架的两侧对称设有两个相同的飞轮且两个飞轮平行设置，所述飞轮的中部设置有飞轮轴，两个所述飞轮的飞轮轴相对设置且两个飞轮轴的端部转动连接，两个所述飞轮轴上均固设有锥齿轮，两个所述锥齿轮对称设置；两个所述锥齿轮之间设有动力锥齿轮且所述动力锥齿轮与两个所述锥齿轮同时相啮合；所述动力锥齿轮的上方设置有电机，所述电机输出轴通过离合器与所述动力锥齿轮相连接；所述飞轮内设置有沿其径向的管体，两个所述飞轮轴均为空心轴且其内腔联通设置，所述飞轮轴也与所述管体相联通，所述管体和飞轮轴内填充有液体，所述管体内设置有活塞，所述管体外还设置有能够带动所述活塞移动的驱动装置。

其工作原理如下：本平衡控制装置可以运用在自行车上，在自行车行驶过程中，离合器将动力锥齿轮与电机连接起来，动力锥齿轮又和飞轮轴一端设置的锥齿轮啮合，所以动力锥齿轮带动锥齿轮转动，从而带动飞轮转动，两个飞轮的转动惯量相同，在动力锥齿轮的作用下，两个飞轮同步转动，但是转向相反，由于左右两个飞轮的转动惯量相同，在高速转动时具有陀螺的力学特性，两个飞轮组成了陀螺稳定系统，使其不会向左右倾倒。当自行车向某一方向转弯时，利用驱动装置带动活塞在管体内移动，由于飞轮中管体内和飞轮轴内的液体是联通的，这样通过对活塞的控制可以实现将液体向自行车转弯方向的飞轮转移，从而改变两个飞轮的转动惯量，而由于两个飞轮同时与动力锥齿轮啮合，使得即使一个飞轮的转动惯量减少而另一个飞轮的转动惯量增加的情况下，两个飞轮的转速仍然相同，这就会使得位于自行车转弯方向一侧飞轮的角动量大于另一个飞轮的角动量，而且该侧飞轮的质量也增加了，这时该侧飞轮的重量大于另一侧飞轮的重量，从而使得整个车体受到倾斜力矩，车体在倾斜力矩的作用下作出转动角动量，该转动角动量使得自行车可以稳定的转弯。本平衡控制装置可以方便的控制两个飞轮的转动惯量，根据需要开启或关闭其平衡功能，有效防止由于飞轮的作用造成自行车在转弯时倾倒。

在上述的平衡控制装置中，每个所述飞轮上设有至少两根管体，同一个飞轮上的所有管体中部相互交叉且连通，每个所述管体内部的两端均设有所述活塞，所述活塞的外周面与所述管体的内壁之间滑动密封贴靠，所述管体外滑动设置有与所述活塞相对应的管套且所述管套能够带动所述活塞往复移动，所述驱动装置与所述管套相连接且能够带动所述管套移动。由于两个飞轮的液体是联通的，所以移动活塞时，一个飞轮液体减少的质量就是了另一个飞轮液体增加的质量，这样一来，移动一个单位的质量后两个飞轮质量相差的就是两个单位，所以这样控制更迅速。

在上述的平衡控制装置中，两个所述飞轮轴的端部相套接，其中一个飞轮轴的端部插接在另一个飞轮轴的端部内且两者之间采用磁流体进行转动密封。两个飞轮轴相对转动时，内部的液体不会泄漏。

在上述的平衡控制装置中，所述驱动装置为伸缩气缸，所述伸缩气缸的壳体固设在所述飞轮上，所述伸缩气缸的输出轴沿所述飞轮的径向设置且所述伸缩气缸的输出轴与所述管套固连；所述活塞和管套之间具有磁性吸附力。通过伸缩气缸可以控制管套在管体上的滑动进而来带动活塞移动。驱动装置也可以是液压伸缩缸或电动伸缩缸，当然也可以采用电磁吸引(例如在轴上设置电磁铁，利用电磁体对管套的吸引力或斥力控制管套在管体上的移动)的结构，还可以是利用可伸缩的智能材料，如形状记忆合金等(例如管套与管体之间连接形状记忆合金弹簧，形状记忆合金弹簧连接电流控制电路，通过控制流过形状记忆合金弹簧的电流大小控制形状记忆合金弹簧的伸缩从而控制管套在管体上的伸缩)，当然这些装置所需的电源可以设置在管体上与飞轮一起转动，也可以固定在支撑架上，通过导电滑环供电，这些都是现有的供电技术，不做赘述。

在上述的平衡控制装置中，所述飞轮轴转动连接在所述支撑架上，所述锥齿轮套设在所述飞轮轴上。

本发明还提供一种具有平衡控制装置的自行车，其特征在于，所述自行车包括车架，所述车架上设有上述的平衡控制装置；平衡控制装置中的支撑架固设在所述车架上；平衡控制装置中的两个飞轮分别位于所述车架的两侧。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本平衡控制装置中的两个飞轮转动惯量相同，可以确保自行车刹车时，即离合器断开动力锥齿轮与电源的连接时，两个飞轮仍能够组成陀螺稳定系统，防止车体倾倒。

2、本平衡控制装置中设置有具有磁性吸附作用的管套和活塞，并且设置有驱动装置带动管套沿管体的长度方向移动，从而带动活塞以及管体和飞轮轴内的液体移动。

3、本平衡控制装置中管体和飞轮轴联通，其内填充的液体可以在活塞的作用下移动，在转弯过程中车体转弯方向一侧的飞轮增重，从而使得车体受到倾斜力矩，保证其可以稳定转弯。