CN102913401B - 车辆刹车能量回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆刹车能量回收装置，包括底座(1)、能量回收机构、发电机构、锁紧机构和控制系统。能量回收机构包括固定轴(5)、滚动轴承(3)、能量回收块(11)；发电机构包括行星齿轮(14)、中心齿轮(17)、发电机(18)；锁紧机构包括气缸(8)、气缸顶板(7)、定位销(2)、压缩弹簧(10)；控制系统包括测速传感器(20)、控制器(26)、电磁阀(27)或电磁铁(21)。本发明利用车辆刹车时产生的惯性，将车辆的动能部分转换为电能。回收的电能既可直接为车辆上的电器供电，又可为车载电池充电，可广泛应用于燃油汽车及电动汽车、电动自行车等电能驱动车辆。本发明结构简单、体积小、节能环保，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量回收装置，尤其是一种车辆刹车能量回收装置。
背景技术
人们生活中离不开各种各样的车辆，如内燃机驱动的汽车、电动汽车、电动自行车、电动三轮车等电能驱动车辆。这些车辆在行驶过程中，刹车不可避免且是经常性的。车辆刹车是利用物体间的摩擦将车辆的动能转化为热能，消耗能量从而降低车辆速度。众所周知，刹车不仅造成能量的损失，还会导致摩擦面的磨损。另一方面，由于公知的环保原因，电能驱动车辆越来越普及，但制约其快速推广应用的一个主要原因就是电池的续航能力。如果能将刹车时车辆动能的一部分转化为电能，直接为车辆上的电器供电或为车辆电池充电，不仅可实现能量的重复利用，减少相关零件的磨损，还可提升电能驱动车辆的续航能力。目前，相关技术还未见报道或公布。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种车辆刹车能量回收装置。其包括支撑机构、能量回收机构、发电机构、锁紧机构和控制系统。支撑机构包括底座1、固定轴5；能量回收机构包括滚动轴承3、能量回收块11；发电机构包括行星齿轮14、中心齿轮17、发电机18；锁紧机构包括气缸8、气缸顶板7、定位销2、压缩弹簧10；控制系统包括测速传感器20、控制器26、电磁阀27或电磁铁21。
底座1与车辆通过螺钉固联。固定轴5与底座1紧配并保持其轴线处于水平位置。滚动轴承3的内圈与固定轴5紧配。能量回收块11通过其上的轴承安装孔与滚动轴承3的外圈紧配。能量回收块11上的内齿轮15与轴承安装孔同轴。行星齿轮14、中心齿轮17和内齿轮15组成行星轮系。行星齿轮14的轴与底座1上对应的孔旋转配合。中心齿轮17与发电机18的输入轴通过平键16固联。发电机18与底座1通过螺钉19固联。气缸8与底座1通过螺钉4固联，气缸杆与气缸顶板7通过螺母6固联。两个上下对称布置的定位销2与底座1、气缸顶板7上对应的孔及能量回收块11上的定位孔12滑配。抬升螺钉9通过螺纹与定位销2固联。压缩弹簧10套装于定位销2上，并位于底座1与定位销2上的凸台之间。测速传感器20通过螺纹与底板1固联。
本发明利用车辆刹车时产生的惯性，将车辆的动能部分转换为电能，并存储于电池内。回收的能量既能为车辆上的电器供电，又可为车载电池充电，且结构简单、体积小、节能环保，应用前景广阔。
附图说明
以下通过实施例及其附图作进一步的说明。
图1是本发明所述的车辆刹车能量回收装置利用气缸驱动定位销锁紧不工作状态下的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的俯视图。
图4是图1的A-A剖视图。
图5是本发明所述的车辆刹车能量回收装置利用气缸驱动定位销锁紧工作状态下的结构示意图。
图6是本发明所述的车辆刹车能量回收装置利用电磁铁驱动定位销锁紧不工作状态下的结构示意图。
图7是本发明所述的车辆刹车能量回收装置利用气缸驱动摩擦块锁紧不工作状态下的结构示意图。
图8是图7的A-A剖视图。
图9是图7的B-B剖视图。
图10是本发明所述的车辆刹车能量回收装置的能量回收块处于自由状态的结构示意图。
图11是图1所示实施例的控制系统原理框图。
图12是图6所示实施例的控制系统原理框图。
图13是图10所示实施例的控制系统原理框图。
图中，1.底座，2.定位销，3.滚动轴承，4.19.螺钉，5.固定轴，6.13.螺母，7.气缸顶板，8.气缸，9.抬升螺钉，10.压缩弹簧，11.能量回收快，12.定位孔，14.行星齿轮，15.内齿轮，16.平键，17.中心齿轮，18.发电机，20.测速传感器，21.电磁铁，22.电磁铁铁芯，23.摩擦块，24.凹坑，25.刹车信号，26.控制器，27.电磁阀，28.电池。
实施方式
实施例一：
图1所示的实施例中，没有刹车时，无刹车信号25，控制器26无控制信号输出，电磁阀27不动作，气缸8的气缸杆处于缩回状态。压缩弹簧10作用下，定位销2插入能量回收块11上的定位孔12内，锁紧能量回收块11。整个装置处于不发电状态。当刹车时，控制器26接收到刹车信号25，输出控制信号给电磁阀27，气缸8动作，带动气缸顶板7将定位销2抬离能量回收块11。质量偏心的能量回收块11在惯性作用下绕固定轴5旋转。能量回收块11上的内齿轮15通过行星齿轮14带动中心齿轮17高速旋转，带动发电机18发电，实现车辆刹车时能量的回收。松开车辆刹车踏板时，无刹车信号25输入控制器26，由于惯性，能量回收块11的转速降低。当测速传感器20的输出低于设定值时，控制器26输出控制信号使电磁阀27复位，气缸顶板7在气缸8的带动下也复位。两个定位销2在压缩弹簧10作用下与能量回收块11的侧面接触。当定位孔12转至与定位销2对准时，定位销2即插入定位孔12内，将能量回收块11锁紧在垂直方向。至此，车辆刹车能量回收装置完成一个工作循环，再次刹车时，又进入下一个工作循环。如此往复，便可不断地回收能量给电池28充电。为增加能量回收效果，可在车辆上安装多个装置同时发电。
实施例二：
图6所示的实施例中，没有刹车时，电磁铁21不通电，两个定位销2在压缩弹簧10作用下插入能量回收块11侧面上的定位孔12内，锁紧能量回收块11于垂直位置，装置处于不发电状态。刹车时，控制器26接收到刹车信号25，输出控制信号给电磁铁21。电磁铁21动作，电磁铁铁芯22通过与其固联的气缸顶板7将定位销2抬离能量回收块11。能量回收块11在惯性作用下绕固定轴5旋转，带动发电机18发电。松开车辆刹车踏板时，无刹车信号25输入控制器26，能量回收块11转速降低。当测速传感器20的输出低于设定值时，控制器26输出控制信号使电磁铁21带动气缸顶板7复位。定位销2在压缩弹簧10作用下与能量回收块11的侧面接触。当定位孔12转至与定位销2对准时，定位销2即插入定位孔12内，锁紧能量回收块11。
实施例三：
图7所示的实施例中，没有刹车时，无刹车信号25，控制器26无控制信号输出，电磁阀27不动作，气缸8的气缸杆处于缩回状态。压缩弹簧10作用下，摩擦块23插入能量回收块11上的凹坑24内，锁紧能量回收块11。装置处于不发电状态。刹车时，控制器26接收到刹车信号25，输出控制信号给电磁阀27，气缸8动作，带动气缸顶板7将摩擦块23抬离能量回收块11。能量回收块11在惯性作用下绕固定轴5旋转，带动发电机18发电。松开车辆刹车踏板时，无刹车信号25输入控制器26，能量回收块11的转速降低。当测速传感器20的输出低于设定值时，控制器26输出控制信号使电磁阀27复位，气缸顶板7在气缸8的带动下复位。摩擦块23在压缩弹簧10作用下与能量回收块11侧面接触，产生的摩擦力进一步降低能量回收快11的转速。当摩擦块23插入凹坑24中时，将能量回收块11锁紧于垂直方向。
实施例四：
图10所示的实施例中，能量回收块11完全处于自由状态。车辆禁止或匀速行驶时，由于偏心的作用，能量回收块11质量较重的一侧停止在最下方。车辆加速前进或刹车时产生的惯性力使能量回收块11绕固定轴5旋转，从而带动发电机18发电。
Claims (2)
1.一种车辆刹车能量回收装置，包括支撑机构、能量回收机构、发电机构、锁紧机构和控制系统；其特征在于：所述的支撑机构包括底座(1)和固定轴(5)；所述的能量回收机构包括滚动轴承(3)、能量回收块(11)；所述的发电机构包括行星齿轮(14)、中心齿轮(17)、发电机(18)；所述的锁紧机构包括气缸(8)、气缸顶板(7)、定位销(2)、压缩弹簧(10)；所述的控制系统包括测速传感器(20)、控制器(26)、电磁阀(27)；底座(1)与车辆通过螺钉固联；固定轴(5)与底座(1)紧配并保持其轴线处于水平位置；滚动轴承(3)的内圈与固定轴(5)紧配；能量回收块(11)通过其上的轴承安装孔与滚动轴承(3)的外圈紧配；能量回收块(11)上的内齿轮(15)与轴承安装孔同轴；行星齿轮(14)、中心齿轮(17)和内齿轮(15)组成行星轮系；行星齿轮(14)的轴与底座(1)上对应的孔旋转配合；中心齿轮(17)与发电机(18)的输入轴通过平键(16)固联；发电机(18)与底座(1)通过螺钉(19)固联；气缸(8)与底座(1)通过螺钉(4)固联；气缸杆与气缸顶板(7)通过螺母(6)固联；两个上下对称布置的定位销(2)与底座(1)、气缸顶板(7)上对应的孔及能量回收块(11)上的定位孔(12)滑配；抬升螺钉(9)通过螺纹与定位销(2)固联；压缩弹簧(10)套装于定位销(2)上，并位于底座(1)与定位销(2)上的凸台之间；测速传感器(20)通过螺纹与底座(1)固联。
2.一种车辆刹车能量回收装置，包括支撑机构、能量回收机构、发电机构、锁紧机构和控制系统；其特征在于：所述的支撑机构包括底座(1)和固定轴(5)；所述的能量回收机构包括滚动轴承(3)、能量回收块(11)；所述的发电机构包括行星齿轮(14)、中心齿轮(17)、发电机(18)；所述的锁紧机构包括电磁铁(21)、气缸顶板(7)、定位销(2)、压缩弹簧(10)；所述的控制系统包括测速传感器(20)、控制器(26)；底座(1)与车辆通过螺钉固联；固定轴(5)与底座(1)紧配并保持其轴线处于水平位置；滚动轴承(3)的内圈与固定轴(5)紧配；能量回收块(11)通过其上的轴承安装孔与滚动轴承(3)的外圈紧配；能量回收块(11)上的内齿轮(15)与轴承安装孔同轴；行星齿轮(14)、中心齿轮(17)和内齿轮(15)组成行星轮系；行星齿轮(14)的轴与底座(1)上对应的孔旋转配合；中心齿轮(17)与发电机(18)的输入轴通过平键(16)固联；发电机(18)与底座(1)通过螺钉(19)固联；电磁铁(21)与底座(1)通过螺钉(4)固联；电磁铁芯(22)与气缸顶板(7)通过螺母(6)固联；两个上下对称布置的定位销(2)与底座(1)、气缸顶板(7)上对应的孔及能量回收块(11)上的定位孔(12)滑配；抬升螺钉(9)通过螺纹与定位销(2)固联；压缩弹簧(10)套装于定位销(2)上，并位于底座(1)与定位销(2)上的凸台之间；测速传感器(20)通过螺纹与底座(1)固联。
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