[發明專利]輪式物體的動力發電系統和方法

有效

• 申請號: 200680013809.1
• 申請日: 2006-03-20
• 公開（公告）號: CN101171147A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: S·J·卡特;S·E·漢納
• 申請（專利權）人: 看門人系統公司
• 主分類號: B60C23/00
• 分類號: B60C23/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

相關的優先權申請

【0001】根據35U.S.C.§119(e)，本申請要求2005年3月18日提交的美國臨時專利申請第60/663,147、60/663,327和60/663,195號的優先權，并且其全部內容被并入本文作為參考。本申請和下述的非臨時申請一同提交，該非臨時申請的公開內容被并入本文作為參考：2006年3月20日提交的名稱為“NAVIGATION?SYSTEMS?AND?METHODSFOR?WHEELED?OBJECTS(下文稱為“導航專利申請”)”的申請號為11/277,027的美國專利申請，和2006年3月20日提交的名稱為“TWO-WAY??COMMUNICATION??SYSTEM??FOR?TRACKINGLOCATIONS?AND?STATUSES?OF?WHEELED?VEHICLES(下文稱為“雙向通訊專利申請”)”的申請號為11/277,016的美國專利申請。

背景技術

領域

【0002】本發明的公開內容關于電力發電系統。更特別地是，公開內容關于存儲和管理輪式物體旋轉運動而產生的電力的系統和方法。

相關技術說明

【0003】輪式車輛用于各種目的，例如，運輸物體或人。經常，車輛包括一個或多個車載的、要求電源來運轉的系統、裝置或部件。例如，該車輛可以包括電子或電氣線路、照明系統、導航系統、通訊系統等。此外，這些系統可以與其它車載的電氣部件相互作用，這些電氣部件包括，例如，電腦、處理器、輸入/輸出裝置、收發器、燈、制動器和許多其它裝置。

【0004】用來給車輛上車載系統提供能量的電源包括，例如，發動機、引擎、電池系統、太陽能電池和其它類似的。然而，這些電源有缺點。例如，發動機和引擎經常很重、有噪音并且可能需要來自外部源的燃料。發動機和引擎經常是不適合用于室內的。電池系統會放電，這需要電池能夠被替換或再充電。太陽能電池在室內或晚上不能提供足夠能量。此外，許多車輛，例如，由人驅動的手推車或拖車，使用上述電源不利地增加了額外的重量并且占用了車輛上的有用空間。

【0005】輪式物體的動力發電系統包括發電機，該發電機機構連接在物體的一個或多個輪上，將輪的旋轉能轉換為電能。該動力發電系統可以包括電存儲裝置，該電存儲裝置被配置成存儲所述發電機產生的電力。發電機和/或電存儲裝置中輸出的動力可以用來向物體內或物體上的其它電氣系統提供動力。在某些優選實施例中，電存儲裝置包括一組串聯的高容量電容器。一些實施例使用控制電路，例如，來調節電容器組的充電和放電并為其它系統提供適當的電壓。在一些實施例中，動力發電系統被配置成安裝在物體的輪內。

【0006】在一個優選實施例中，輪的旋轉運動被傳遞到安裝在(全部或部分)該輪上的交流(AC)發電機上。在某些實施例中，電容器組包括一個或多個高能量密度的超級電容器，這些超級電容器中的一些或全部有超過1法拉(F)的電容。一些或全部電容器組可以被裝在輪內。在一些適用于手推車(例如購物車)的實施例中，發電機被配置成：當輪已經行進了大約從10m到30m范圍的一段距離后，給電容器組充電到適當的工作電壓(例如從大約2V到大約5V)。

【0007】在一個實施例中，被配置成用于車輛上的輪內的動力發電機包括帶有線圈的外殼、安裝在外殼內可操縱繞軸旋轉的磁化元件和用來引起磁化元件響應輪的旋轉而旋轉的驅動機構。該動力發動機被配置成：磁化元件的旋轉使線圈內產生電力，使得發電機能提供電力。該發電機進一步被配置成：外殼、磁化元件和驅動機構都安裝在輪內。

【0008】在有輪的可活動物體中使用的動力管理系統的一個實施例包括能響應該物體運動而運轉的發電機和連接到該發電機上的電容儲能器。動力管理系統進一步包括電子部件，該電子部件用來基于儲能器中的能量水平來控制來自儲能器的動力的使用。發電機、電容儲能器和電子部件都安裝在輪內。

【0009】在物體的輪的制動系統的一個實施例中，制動系統包括和輪關聯的制動機構，以便制動或釋放輪的旋轉。該制動系統進一步包括和制動機構關聯的控制器，該控制器被配置成能引起制動機構制動或釋放輪的旋轉。此外，制動系統包括動力存儲裝置，該連接的動力存儲裝置響應控制器發出的信號，來給制動機構提供動力。制動系統進一步包括輪上的發電機，該發電機被配置成給存儲裝置提供動力。發動機響應輪的旋轉而運轉。