CN104864014A - 一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法，包括上箱体和下箱体，所述下箱体顶部中间设置有滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副包括固设在下箱体顶部的螺母、设置螺母内的丝杆和滚珠，所述丝杆的顶部设置有两个反向安装的超越离合器，两个超越离合器外侧壁上均套设有中心齿轮，所述上箱体内上部设置有发电机，所述发电机的输入端设置有输入齿轮，所述上箱体内下部设置有外圈齿轮，所述外圈齿轮内间隔设置有三个内齿圈，位于顶部的内齿圈与输入齿轮相咬合，位于中部的内齿圈与位于顶部的中心齿轮相咬合。本装置能使发电机一直沿一个方向转动发电，提高了能量的利用效率和发电机的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法。
背景技术
对于减震器的能量回收，国内外很多学者都提出很多种方法，很多只是提出概念，很难达到实际的要求，其中有两个方法是可以借鉴的，液压蓄能式回收法和电磁蓄能式回收法。经过最近二十年的研究，我们可以得出电磁式和液压式的相比，可以明显的发现对这部分能量的需求低，并且相关数据表明，电磁馈能悬架的额外质量更加轻、执行精度更高及响应速度更灵敏。但该些减震器的使用寿命较短，能量利用率低。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种机械能转化为电能的能量回收减震器及其回收方法，能使发电机一直沿一个方向转动发电，提高了能量的利用效率和发电机的寿命。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种机械能转化为电能的能量回收减震器，包括上箱体和下箱体，所述下箱体顶部中间设置有滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副包括固设在下箱体顶部的螺母、设置螺母内的丝杆和滚珠，所述丝杆的顶部设置有两个反向安装的超越离合器，两个超越离合器外侧壁上均套设有中心齿轮，所述上箱体内上部设置有发电机，所述发电机的输入端设置有输入齿轮，所述上箱体内下部设置有外圈齿轮，所述外圈齿轮内间隔设置有三个内齿圈，位于顶部的内齿圈与输入齿轮相咬合，位于中部的内齿圈与位于顶部的中心齿轮相咬合，位于底部的内齿圈与位于底部的中心齿轮通过两个行星轮相咬合，所述两个行星轮通过竖立在下箱体底板的两根立轴固定，以使本减震器上下往复运动时，发电机的输入齿轮均沿一个方向转动。
进一步的，所述上箱体顶部设置有上吊环，下箱体底部设置有下吊环。
进一步的，所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
进一步的，所述外圈齿轮通过支撑环固定在上箱体内。
进一步的，为避免扭矩过大，所述丝杆由连接杆和丝杆轴组成，所述连接杆与超越离合器连接，所述丝杆轴与螺母相配合，所述连接杆和丝杆轴通过联轴器传动连接。
进一步的，所述连接杆与超越离合器、超越离合器与中心齿轮的连接均为键连接，所述两个超越离合器之间设置有用于隔开两者的轴套。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种机械能转化为电能的能量回收方法，在汽车悬架上分别铰接上箱体和下箱体，所述下箱体上设置有滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副包括固设在下箱体顶部的螺母、设置螺母内的丝杆和滚珠，所述上箱体内设置有发电机和带有三个内齿圈的外圈齿轮，所述滚珠丝杆的顶端设置有两个反向安装的超越离合器，两个超越离合器外侧壁上均套设有中心齿轮，所述发电机的输入端设置有输入齿轮，所述外圈齿轮中位于顶部的内齿圈与输入齿轮相咬合，位于中部的内齿圈与位于顶部的中心齿轮相咬合，位于底部的内齿圈与位于底部的中心齿轮通过两个行星轮相咬合，所述两个行星轮通过竖立在下箱体底板的两根立轴固定，其能量回收过程如下：
（1）压缩过程：当上箱体和下箱体相向运动时，丝杆沿螺母做直线向上运动，同时也做旋转运动，丝杆带动其中一个超越离合器转动，另一个超越离合器空转，进而带动外圈齿轮转动，外圈齿轮带动发电机转动，将机械能转化为电能；
（2）伸张过程：当上箱体和下箱体反向运动时，丝杆沿螺母做直线向下运动，同时也做旋转运动，丝杆带动其中一个超越离合器转动，另一个超越离合器空转，进而带动外圈齿轮转动，外圈齿轮带动发电机沿同一方向转动，将机械能转化为电能；
进一步的，所述上箱体顶部设置有上吊环，下箱体底部设置有下吊环；所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
进一步的，所述外圈齿轮通过支撑环固定在上箱体内。
进一步的，所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置利用汽车的上下振动，会致使悬架向上压缩和向下拉伸，但发电机中转子只会作顺时针旋转，始终向一个方向旋转。这样不需要电机转子高频率的转换旋转方向，最终延长了电机的寿命，此外，这样设计的馈能减震器其他优点如下：
1）体积较小；
2）响应较快，随动性较好，可实现无间隙运行；
3）环境适应性强，抗冲击能力强，过程稳定安全；
4）可实现精细的操作，容易人为的对悬架主动控制；
5）寿命长，馈能效率较高；
6）将直线运动变为旋转运动，推力满足要求，工作的效率高。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例中外圈齿轮的构造示意图。
图3为本发明实施例中压缩过程的运转状态示意图。
图4为本发明实施例中伸张过程的运转状态示意图。
图中：1-上箱体，11-上吊环，12-立轴，2-下箱体，21-下吊环，3-滚珠丝杆副，31-丝杆轴，32-螺母，33-连接杆，34-联轴器，35-顶部超越离合器，36-底部超越离合器，37-轴套，38-顶部中心齿轮，39-底部中心齿轮，4-发电机，41-输入齿轮，5-外圈齿轮，51-顶部的内齿圈，52-中部的内齿圈，53-底部的内齿圈，54-支撑环，6-角接触球轴承，7-行星轮。
具体实施方式
实施例一：如图1~2所示，一种机械能转化为电能的能量回收减震器，包括上箱体1和下箱体2，所述下箱体2顶部中间设置有滚珠丝杆副3，该滚珠丝杆副3包括固设在下箱体2顶部的螺母32、设置螺母内的丝杆和滚珠，为避免扭矩过大，所述丝杆由连接杆33和丝杆轴31组成，所述连接杆33与超越离合器连接，所述丝杆轴31与螺母32相配合，所述连接杆33和丝杆轴31通过联轴器34传动连接，所述连接杆33的顶部设置有反向安装的顶部超越离合器35、底部超越离合器36，两个超越离合器外侧壁上均套设有顶部中心齿轮38、底部中心齿轮39，所述上箱体1内上部设置有发电机4，所述发电机4的输入端设置有输入齿轮41，所述上箱体1内下部设置有外圈齿轮5，所述外圈齿轮5内间隔设置有三个内齿圈，位于顶部的内齿圈51与输入齿轮41相咬合，位于中部的内齿圈52与位于顶部的中心齿轮38相咬合，位于底部的内齿圈53与位于底部的中心齿轮39通过两个行星轮7相咬合，所述两个行星轮7通过竖立在下箱体底板的两根立轴12固定，以使本减震器上下往复运动时，发电机的输入齿轮均沿一个方向转动。
本实施例中，所述上箱体1顶部设置有上吊环11，下箱体2底部设置有下吊环21，所述的上吊环11和下吊环21用于铰接在汽车悬架上。
本实施例中，所述上箱体1底部中间设置有支撑丝杆的角接触球轴承6，用于防止滚珠丝杆相对与上箱体的轴向运动（上下平动），因为汽车在运动的过程中，减震器受到的力是多方向的，会受到径向和轴向两方面的力。
本实施例中，所述外圈齿轮5通过支撑环54固定在上箱体内。
本实施例中，所述连接杆33与超越离合器、超越离合器与中心齿轮的连接均为键连接，所述两个超越离合器之间设置有用于隔开两者的轴套。
本装置的能量回收过程如下：
（1）压缩过程：如图3所示，当上箱体和下箱体相向运动时，丝杆沿螺母做直线向上运动，同时也做逆时针旋转运动，丝杆带动超越离合器B转动，超越离合器A空转，进而带动外圈齿轮5转动，外圈齿轮带动发电机的输入齿轮41沿顺时针方向转动，将机械能转化为电能；
（2）伸张过程：如图4所示，当上箱体和下箱体反向运动时，丝杆沿螺母做直线向下运动，同时也做顺时针方向转动，丝杆带动超越离合器A转动，超越离合器B空转，进而带动外圈齿轮5转动，外圈齿轮5带动发电机的输入齿轮41沿顺时针方向转动，将机械能转化为电能。
本装置使得电机在减震器在上下往复运动中，均沿同一方向转动，从而使能量得到最大化的利用，同时电机的输入轴不需要正反转，只需要沿同一方向转动，大大延长了电机的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：包括上箱体和下箱体，所述下箱体顶部中间设置有滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副包括固设在下箱体顶部的螺母、设置螺母内的丝杆和滚珠，所述丝杆的顶部设置有两个反向安装的超越离合器，两个超越离合器外侧壁上均套设有中心齿轮，所述上箱体内上部设置有发电机，所述发电机的输入端设置有输入齿轮，所述上箱体内下部设置有外圈齿轮，所述外圈齿轮内间隔设置有三个内齿圈，位于顶部的内齿圈与输入齿轮相咬合，位于中部的内齿圈与位于顶部的中心齿轮相咬合，位于底部的内齿圈与位于底部的中心齿轮通过两个行星轮相咬合，所述两个行星轮通过竖立在下箱体底板的两根立轴固定，以使本减震器上下往复运动时，发电机的输入齿轮均沿一个方向转动。
2.根据权利要求1所述的机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：所述上箱体顶部设置有上吊环，下箱体底部设置有下吊环。
3.根据权利要求1所述的机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
4.根据权利要求1所述的机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：所述外圈齿轮通过支撑环固定在上箱体内。
5.根据权利要求1所述的机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：为避免扭矩过大，所述丝杆由连接杆和丝杆轴组成，所述连接杆与超越离合器连接，所述丝杆轴与螺母相配合，所述连接杆和丝杆轴通过联轴器传动连接。
6.根据权利要求5所述的机械能转化为电能的能量回收减震器，其特征在于：所述连接杆与超越离合器、超越离合器与中心齿轮的连接均为键连接，所述两个超越离合器之间设置有用于隔开两者的轴套。
7.一种机械能转化为电能的能量回收方法，其特征在于：在汽车悬架上分别铰接上箱体和下箱体，所述下箱体上设置有滚珠丝杆副，该滚珠丝杆副包括固设在下箱体顶部的螺母、设置螺母内的丝杆和滚珠，所述上箱体内设置有发电机和带有三个内齿圈的外圈齿轮，所述滚珠丝杆的顶端设置有两个反向安装的超越离合器，两个超越离合器外侧壁上均套设有中心齿轮，所述发电机的输入端设置有输入齿轮，所述外圈齿轮中位于顶部的内齿圈与输入齿轮相咬合，位于中部的内齿圈与位于顶部的中心齿轮相咬合，位于底部的内齿圈与位于底部的中心齿轮通过两个行星轮相咬合，所述两个行星轮通过竖立在下箱体底板的两根立轴固定，其能量回收过程如下：
（1）压缩过程：当上箱体和下箱体相向运动时，丝杆沿螺母做直线向上运动，同时也做旋转运动，丝杆带动其中一个超越离合器转动，另一个超越离合器空转，进而带动外圈齿轮转动，外圈齿轮带动发电机转动，将机械能转化为电能；
（2）伸张过程：当上箱体和下箱体反向运动时，丝杆沿螺母做直线向下运动，同时也做旋转运动，丝杆带动其中一个超越离合器转动，另一个超越离合器空转，进而带动外圈齿轮转动，外圈齿轮带动发电机沿同一方向转动，将机械能转化为电能。
8.根据权利要求7所述的机械能转化为电能的能量回收方法，其特征在于：所述上箱体顶部设置有上吊环，下箱体底部设置有下吊环；所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
9.根据权利要求7所述的机械能转化为电能的能量回收方法，其特征在于：所述外圈齿轮通过支撑环固定在上箱体内。
10.根据权利要求7所述的机械能转化为电能的能量回收方法，其特征在于：所述上箱体底部中间设置有支撑丝杆的推力轴承。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150826 |