本發(fā)明涉及汽車工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種減震器的饋能技術(shù)。

背景技術(shù)：

在節(jié)能環(huán)保的大時(shí)代條件下，為了推動(dòng)我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，一方面要大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，另一個(gè)重要措施便是提高對(duì)汽車能量的利用效率。為了盡可能發(fā)揮燃油產(chǎn)生的“正能量”，讓燃油獲得更為充分利用，科學(xué)家們先后開發(fā)出了燃油添加劑、將廢熱轉(zhuǎn)化為電能的熱電材料等，但效果都不理想。而汽車振動(dòng)的能量十分可觀，可以回收利用汽車振動(dòng)的能量，提高能量的利用率。目前振動(dòng)能量采集發(fā)電主要有壓電式、電磁式和靜電式。相比另外兩種方式，電磁式具有低成本和高性能的特點(diǎn)，是振動(dòng)能量采集方式中比較理想的。而電磁式振動(dòng)能量采集裝置又可分為直接切割磁感線和轉(zhuǎn)換成電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線。不同的使用環(huán)境選擇不同的方式，對(duì)于汽車的振動(dòng)能量，因其能量較大，因此采用電機(jī)作為發(fā)電裝置所得到的能量更佳。

據(jù)檢索，目前已有的汽車震動(dòng)能量發(fā)電裝置，如專利號(hào)為201420183563.4名稱為“一種汽車饋能減振器結(jié)構(gòu)”的中國專利，該專利包括上工作缸和下工作缸，上工作缸內(nèi)頂部設(shè)有電機(jī)，電機(jī)底部通過嚙合齒輪連接有兩個(gè)超越離合器，超越離合器下方連接有推力軸承和螺桿，螺桿下端插入下工作缸頂部的螺母內(nèi)且可在螺母中作自由旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)，通過螺桿和超越離合器的傳動(dòng)將懸架系統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電機(jī)主軸的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)電。

又如專利號(hào)為201720176890.0名稱為“一種基于車輛振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置”的中國專利，該專利包括上套筒、下套筒、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及電機(jī)，利用鋼絲索和渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)錐齒輪在慣性力的作用下往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過四個(gè)錐齒輪之間的配合將電機(jī)上一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)相反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并利用單向軸承在一個(gè)方向上的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)方向是上的鎖死將錐齒輪的兩個(gè)相反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電。

上述兩種對(duì)汽車減震式發(fā)電裝置的技術(shù)方案中，第一種技術(shù)方案螺桿螺母的持續(xù)反復(fù)配合旋轉(zhuǎn)容易造成表面螺紋的滑絲，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面容易損壞，傳動(dòng)效率低，不適合大量推廣應(yīng)用；對(duì)于第二種技術(shù)方案，其利用鋼絲索和渦卷彈簧結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)不論上下套筒的反向運(yùn)動(dòng)還是相向運(yùn)動(dòng)，錐齒輪組都會(huì)旋轉(zhuǎn)，增加了振動(dòng)能量的無效損耗，降低了能量的回收效率。鑒于上述狀況，有必要研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安裝方便、成本低廉、適合批量生產(chǎn)的汽車振動(dòng)能量回收裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種基于汽車振動(dòng)的饋能減震器。它能有效的解決汽車懸架系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電機(jī)主軸單一方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將汽車振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為電能的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于車輛振動(dòng)的饋能減震器，包括上缸體、下缸體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)，上缸體與下缸體之間為間隙配合；上缸體內(nèi)壁設(shè)有與四個(gè)球軸承接觸的雙螺旋圓弧軌道凹槽；四個(gè)球軸承分別固定于兩根橫軸的兩端，橫軸中部與方軸連接；方軸下端與階梯主軸上端固定；階梯主軸中部設(shè)有凸臺(tái)，其兩側(cè)分別布置端面軸承，階梯主軸的下端穿過卸力箱體中心且與端面軸承配合的階梯通孔，階梯主軸上端穿過與卸力箱體螺釘連接的端蓋；靠近卸力箱體下方的階梯主軸上設(shè)有錐齒輪一，通過單向軸承一固定，軸套通過單向軸承二與階梯主軸尾端固定；軸套與錐齒輪二之間設(shè)有單向軸承三；卸力箱體下部端面的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有懸掛的止推支座，止推支座內(nèi)側(cè)與階梯軸外端固定；一組齒面相對(duì)的錐齒輪三通過軸承與階梯軸固定；軸套下端外壁與聯(lián)軸器上端連接，聯(lián)軸器下端與發(fā)電機(jī)輸入軸連接；發(fā)電機(jī)與電機(jī)固定座上部固定，電機(jī)固定座下端通過螺釘固定于下缸體的底部。

所述兩根橫軸空間垂直。

所述兩根橫軸中部與方軸垂直90°，交叉間隔連接。

所述單向軸承一與單向軸承二方向相反，單向軸承一與單向軸承三方向相同。

所述錐齒輪一與錐齒輪二齒面相對(duì)，并與兩個(gè)對(duì)稱的錐齒輪三嚙合。

本發(fā)明通過雙螺旋軌道圓弧與球軸承十字空間結(jié)構(gòu)的使用，實(shí)現(xiàn)了方軸在慣性力的作用下往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功能；通過四個(gè)錐齒輪之間的配合，及單向軸承在一個(gè)方向上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在另一個(gè)方向上鎖死的特點(diǎn)，將方軸的兩個(gè)相反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，保證電機(jī)軸始終往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，避免由于轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向帶來的能量損失，延長電機(jī)的使用壽命；通過兩個(gè)方向相反的單向軸承與軸套的配合，避免了在方軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承運(yùn)動(dòng)反帶起的錐齒輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的能量損失，提高了能量的回收利用效率。

本發(fā)明的工作過程和原理是：汽車行駛過程中由于路面顛簸造成懸架上下震動(dòng)，因?yàn)楸景l(fā)明的使用狀態(tài)是上缸體頂端的吊環(huán)跟汽車車身銷軸連接，下缸體底端的吊環(huán)與車輪銷軸連接，所以懸架震動(dòng)時(shí)上缸體相對(duì)于下缸體上下運(yùn)動(dòng)。

上、下缸體相向運(yùn)動(dòng)過程：

在上、下缸體相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上缸體和下缸體之間的距離減小，四個(gè)球軸承在螺旋軌道中沿圓弧形凹槽運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的方軸往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪一與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。通過錐齒輪組之間的配合，下方的錐齒輪二往相反的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軸套反向轉(zhuǎn)動(dòng)。錐齒輪一和錐齒輪二的旋轉(zhuǎn)方向相反，而此時(shí)正向單向軸承一和單向軸承三正向鎖死，反向單向軸承二自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

上、下缸體反向運(yùn)動(dòng)過程：

在上、下缸體反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上缸體和下缸體之間的距離增大，四個(gè)球軸承在螺旋軌道中沿圓弧形凹槽運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的方軸往相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)正向單向軸承一和單向軸承三自由轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪組不起作用，而反向單向軸承二鎖死，帶動(dòng)軸套反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸仍然往相同的方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體剖視圖

圖2是本發(fā)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剖視圖

圖3是本發(fā)明卸力機(jī)構(gòu)剖視圖

圖4是本發(fā)明外觀結(jié)構(gòu)圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

一種基于車輛振動(dòng)的饋能減震器，包括上缸體1、下缸體21、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)，上缸體1與下缸體21之間為間隙配合；上缸體1內(nèi)壁設(shè)有與四個(gè)球軸承4接觸的雙螺旋圓弧軌道凹槽；四個(gè)球軸承4分別固定于兩根橫軸3的兩端，橫軸3中部與方軸2連接；方軸2下端與階梯主軸7上端固定；階梯主軸7中部設(shè)有凸臺(tái)，其兩側(cè)分別布置端面軸承8，階梯主軸7的下端穿過卸力箱體6中心且與端面軸承8配合的階梯通孔，階梯主軸7上端穿過與卸力箱體6通過螺釘連接的端蓋5；靠近卸力箱體6下方的階梯主軸7上設(shè)有錐齒輪一10，通過單向軸承一9固定，軸套16通過單向軸承二15與階梯主軸7尾端固定；軸套16與錐齒輪二18之間設(shè)有單向軸承三17；卸力箱體6下部端面的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有懸掛的止推支座11，止推支座11內(nèi)側(cè)與階梯軸13外端固定；一組齒面相對(duì)的錐齒輪三12通過軸承14與階梯軸13固定；軸套16下端外壁與聯(lián)軸器19上端連接，聯(lián)軸器19下端與發(fā)電機(jī)22輸入軸連接；發(fā)電機(jī)22與電機(jī)固定座20上部固定，電機(jī)固定座20下端通過螺釘固定于下缸體21的底部。

所述兩根橫軸3空間垂直。

所述兩根橫軸3中部與方軸2垂直90°，交叉間隔連接。

所述單向軸承一9與單向軸承二15方向相反，單向軸承一9與單向軸承三17方向相同。

所述錐齒輪一10與錐齒輪二18齒面相對(duì)，并與兩個(gè)對(duì)稱的錐齒輪三12嚙合。

上、下缸體相向運(yùn)動(dòng)過程：

在上、下缸體相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上缸體1和下缸體21之間的距離減小，四個(gè)球軸承4在螺旋軌道中沿圓弧形凹槽運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的方軸往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪一10與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。通過錐齒輪組之間的配合，下方的錐齒輪二18往相反的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軸套16反向轉(zhuǎn)動(dòng)。錐齒輪一10和錐齒輪二18的旋轉(zhuǎn)方向相反，而此時(shí)正向單向軸承一9和單向軸承三17正向鎖死，反向單向軸承二15自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

上、下缸體反向運(yùn)動(dòng)過程：

在上、下缸體反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上缸體1和下缸體21之間的距離增大，四個(gè)球軸承4在螺旋軌道中沿圓弧形凹槽運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的方軸往相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)正向單向軸承一9和單向軸承三17自由轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪組不起作用，而反向單向軸承二15鎖死，帶動(dòng)軸套16反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸仍然往相同的方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。