CN104500357B - 车辆震动能量转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆震动能量转换装置，包括车体、安装在车体底部的减震弓、支架、发电装置、第一支撑轴、能量传输杆和弹簧齿轮，所述支架固定在减震弓上，并位于减震弓的下方，第一支撑轴的一端部固定在支架的下部，弹簧齿轮、从动轮和第一齿轮依次同轴心安装在第一支撑轴的另一端部；第一齿轮通过单向传动的棘齿构件和从动轮连接，从动轮和传动架固定，传动架的角部和弹簧齿轮内的弹簧连接；能量传输杆的一端固定在车体底部，另一端设有齿条，所述齿条和第一齿轮啮合，所述发电装置和支架固定，发电装置的输入轴上安装第三齿轮，第三齿轮和弹簧齿轮啮合。本发明的结构简单，制造成本低，持续发电，输出的电能稳定，便于大规模推广使用。

Description

车辆震动能量转换装置
技术领域
本发明涉及一种车用发电装置，尤其涉及一种减缓车辆上下震动、并将上下震动的机械能转换为电能的车辆震动能量转换装置，属于发电设备领域。
背景技术
一般机械运行均会产生一定程度的震动，震动会消耗能量，阻碍机械运行。如将消耗的能量收集再次利用于机械运动，必然会提高能源利用率，节约能源，利于机械运动进行。车辆行驶过程中，因车速变化及道路的不平整，不可避免会产生震动。陆地上行使的车辆，其最突出的震动形式属于上、下震动。一般车辆设有减震弹簧，但其只是存储、释放震动能，只能缓冲、减弱震动对车体引发的上下波动的影响，而不能将震动能量转化成其它形式的能量，来克服震动的影响。
例如，一台5吨汽车，上下震幅为1cm时，产生的能量为5000kg×10N/ kg×0.01m=500J，该能量完全未被利用，反而阻碍了汽车行驶，一定程度仍会引发汽车的上下波动。当道路特别不平整时，汽车震动往往会超过上述数值，其能量损失可想而知，在车辆行使过程中浪费了大量的能量，消费了更多的油料。亟需开发一种能减缓车辆上下震动、并将上下震动的机械能转换为电能的车辆震动能量转换装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能将上下震动的机械能转换为电能的可减缓车辆上下震动的车辆震动能量转换装置。
本发明的技术方案是提供一种车辆震动能量转换装置，包括车体10和安装在车体底部的减震弓9，其设计要点在于：还包括支架11、发电装置7、第一支撑轴6、能量传输杆1和弹簧齿轮4，所述支架11固定在减震弓9上，并位于减震弓9的下方，第一支撑轴6的一端部固定在支架11的下部，弹簧齿轮4、从动轮2和第一齿轮31依次同轴心安装在第一支撑轴6的另一端部；第一齿轮31通过单向传动的棘齿构件14和从动轮2连接，从动轮2和传动架13固定，传动架13的角部和弹簧齿轮4内的弹簧连接；能量传输杆1的一端固定在车体10底部，另一端设有齿条，所述齿条和第一齿轮31啮合，所述发电装置7和支架11固定，发电装置7的输入轴上安装第三齿轮8，第三齿轮8和弹簧齿轮4啮合。
本发明的结构简单，成本低，在应用时，只需要把本发明安装在车辆车体的底部和减震弓上，车辆运行过程中，产生震动，造成车体上下震荡，当车体从上向下运动时，震动能量传递给发电装置，并驱动其发电，同时把部分能量存储在弹簧中；当车体从下向上运动时，不向发电装置传递能量，弹簧存储的能量驱动发电装置发电，进而实现车体从上向下、从下向上运动时发电装置持续发电，向外输出稳定的电能。
本发明还有如下进一步改进的技术方案。
进一步地，所述第一支撑轴6的另一端部通过连接件固定有第二支撑轴12，第二支撑轴12和第一支撑轴6平行，第二支撑轴12上安装第二齿轮32，第二齿轮32和第一齿轮31啮合配合用以形成力偶，另一能量传输杆1的一端固定在车体10底部，设置在能量传输杆1另一端上的齿条和第二齿轮32相啮合。
进一步地，所述弹簧齿轮4包括齿轮本体41、环状体44和弹簧42，环状体44和齿轮本体41同轴心线固定，环状体44上设有多个贯穿于环状体侧壁的槽孔43，位于槽孔43内的弹簧42的一端和齿轮本体41连接并位于槽孔43内，另一端和传动架13的角部连接。
进一步地，所述的传动架13为三角架或四角架或五角架。
进一步地，三个弹簧42分别设置在环状体44上的均匀分布的三个槽孔43内，弹簧42的一端和环状体44连接，另一端和三角架的角部连接。
进一步地，所述弹簧齿轮4、从动轮2和第一齿轮31分别通过轴承和第一支撑轴6连接，第二齿轮32通过轴承和第二支撑轴12连接。
有益效果
本发明的结构简单，造成成本低，便于大规模推广使用。
持续发电，输出的电能稳定，通过从动轮和弹簧齿轮，当车体从上向下运动时，震动能量的一部分传递给发电装置，驱动其发电，同时把另一部分能量存储在从动轮和弹簧中；当车体从下向上运动时，不向发电装置传递能量，弹簧和从动轮存储的能量驱动发电装置发电。
发电装置安装在减震弓上，减震弓处的振动最大、最频繁，接受转换的能量最大，减振效果最佳。
附图说明
图1 本发明的结构示意图。
图2 弹簧齿轮的主视示意图。
图中，1-能量传输杆，2-从动轮，31-第一齿轮，32-第二齿轮，4-弹簧齿轮， 41-齿轮本体，42-弹簧，43-槽孔，44-环状体，6-第一支撑轴，7-发电装置，8-第三齿轮，9-减震弓，10-车体，11-支架 13-传动架，14-棘齿构件。
具体实施方式
为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
如图1所示，一种车辆震动能量转换装置，包括车体10、安装在车体底部的减震弓9、支架11、发电装置7、第一支撑轴6、能量传输杆1和弹簧齿轮4，所述支架11固定在减震弓9上，并位于减震弓9的下方，第一支撑轴6的一端部固定在支架11的下部，弹簧齿轮4、从动轮2和第一齿轮31依次分别通过轴承同轴心安装在第一支撑轴6的另一端部；第一齿轮31通过单向传动的棘齿构件14和从动轮2连接，从动轮2和传动架13固定，传动架13的角部和弹簧齿轮4内的弹簧连接；一个能量传输杆1的一端固定在车体10底部，另一端设有齿条，所述齿条和第一齿轮31啮合，所述发电装置7和支架11固定，发电装置7的输入轴上安装第三齿轮8，第三齿轮8和弹簧齿轮4啮合。第一支撑轴6的另一端部通过连接件固定有第二支撑轴12，第二支撑轴12和第一支撑轴6平行，第二支撑轴12上安装第二齿轮32，第二齿轮32通过轴承安装在第二支撑轴12上，第二齿轮32和第一齿轮31啮合配合用以形成力偶，另一能量传输杆1的一端固定在车体10底部，设置在能量传输杆1另一端上的齿条和第二齿轮32相啮合。通过设置的第一齿轮31和第二齿轮32，及对称设置两个能量传输杆1，确保两个能量传输杆1分别与第一齿轮31和第二齿轮32充分啮合，形成力偶，传动更稳定。本发明的结构简单，造成成本低，便于大规模推广使用
其中，传动架13优选为三角架，其可以是四角架或五角架或六角架。
其中，所述弹簧齿轮4包括齿轮本体41、环状体44和弹簧42，环状体44和齿轮本体41同轴心线固定，环状体44上设有3个贯穿于环状体侧壁的均增分布的槽孔43，位于每个槽孔43内的弹簧42的一端和齿轮本体41连接，另一端和三角架构成的传动架的三个角部连接。槽孔43的个数也可以是4个以上，为了降低加工成本一般使槽孔43的数目与传动架13的角部数目相一致。如，槽孔43的个数是4个时，传动架选用四角架；槽孔43的个数是5个时，传动架选用五角架；以此类推。
在应用时，只需要把本发明安装在车辆车体的底部和减震弓上，车辆运行过程中，产生震动，造成车体上下震荡，当车体从上向下运动时，能量传输杆驱动第一齿轮和第二齿轮转动，第一齿轮逆时针转动，第一齿轮通过棘齿构件驱动从动轮同向转动，从动轮通过传动架带动弹簧齿轮同向转动，弹簧齿轮带动齿轮转动，发电装置工作，把震动能量的一部分转换成电能输出，同时另一部分能量被存储在拉伸的弹簧和从动轮中；当车体从下向上运动时，顺时针转动的第一齿轮不驱动从动轮，从动轮由于惯性继续转动，弹簧中存储的能量驱动弹簧齿轮继续转动，驱动发电装置继续发电，进而实现车体从上向下、从下向上运动时发电装置持续发电，向外输出稳定的电能。
相对于，现有技术的发电装置，本发明具有如下技术进步性。
1）本发明的结构简单，造成成本低，便于大规模推广使用。
2）持续发电，输出的电能稳定，通过从动轮、弹簧齿轮，当车体从上向下运动时，震动能量传递给发电装置，并驱动其发电，同时把部分能量存储在弹簧中；当车体从下向上运动时，不向发电装置传递能量，弹簧存储的能量驱动发电装置发电。
3）发电装置安装在减震弓上，减震弓处的振动最大、最频繁，接受转换的能量最大，减振效果最佳。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种车辆震动能量转换装置，包括车体（10）和安装在车体底部的减震弓（9），其特征在于：还包括支架（11）、发电装置（7）、第一支撑轴（6）、能量传输杆（1）和弹簧齿轮（4），所述支架（11）固定在减震弓（9）上，并位于减震弓（9）的下方，第一支撑轴（6）的一端部固定在支架（11）的下部，弹簧齿轮（4）、从动轮(2)和第一齿轮（31）依次同轴心安装在第一支撑轴（6）的另一端部；第一齿轮（31）通过单向传动的棘齿构件（14）和从动轮(2)连接，从动轮(2)和传动架（13）固定，传动架（13）的角部和弹簧齿轮（4）内的弹簧连接；能量传输杆（1）的一端固定在车体（10）底部，另一端设有齿条，所述齿条和第一齿轮（31）啮合，所述发电装置（7）和支架（11）固定，发电装置（7）的输入轴上安装第三齿轮（8），第三齿轮（8）和弹簧齿轮（4）啮合。
2.根据权利要求1所述的一种车辆震动能量转换装置，其特征在于：所述第一支撑轴（6）的另一端部通过连接件固定有第二支撑轴（12），第二支撑轴（12）和第一支撑轴（6）平行，第二支撑轴（12）上安装第二齿轮（32），第二齿轮（32）和第一齿轮（31）啮合配合用以形成力偶，另一能量传输杆（1）的一端固定在车体（10）底部，设置在能量传输杆（1）另一端上的齿条和第二齿轮（32）相啮合。
3.根据权利要求1或2所述的一种车辆震动能量转换装置，其特征在于：所述弹簧齿轮（4）包括齿轮本体（41）、环状体（44）和弹簧（42），环状体（44）和齿轮本体（41）同轴心线固定，环状体（44）上设有多个贯穿于环状体侧壁的槽孔（43），位于槽孔（43）内的弹簧（42）的一端和齿轮本体（41）连接并位于槽孔（43）内，另一端和传动架（13）的角部连接。
4.根据权利要求3所述的一种车辆震动能量转换装置，其特征在于：所述的传动架（13）为三角架或四角架或五角架。
5.根据权利要求4所述的一种车辆震动能量转换装置，其特征在于：三个弹簧（42）分别设置在环状体（44）上的均匀分布的三个槽孔（43）内，弹簧（42）的一端和环状体（44）连接，另一端和三角架的角部连接。
6.根据权利要求4所述的一种车辆震动能量转换装置，其特征在于：所述弹簧齿轮（4）、从动轮(2)和第一齿轮（31）分别通过轴承和第一支撑轴（6）连接，第二齿轮（32）通过轴承和第二支撑轴（12）连接。
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