CN102922991B - 电动汽车驻车风能收集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车驻车风能收集装置，该装置主要包括齿轮齿条机构、涡轮蜗杆机构和滑轮机构等，作为随车风能收集装置在驻车阶段获得电能并将其储存起来，给电动汽车提供动力补充。其特征是在于：通过车顶滑盖打开、风力发电设备被举升伸出车外和风力发电机叶片的举升和张开，使得电动汽车驻车风能收集装置可自动伸出与缩回，实现电动汽车在驻车阶段获取风能。该风能收集装置结构简单，性能可靠，作为驻车阶段的能源补充在电动汽车与混合动力汽车中具有较大的应用前景。

Description

电动汽车驻车风能收集装置
技术领域
本发明涉及一种电动汽车驻车风能收集装置，属于车辆工程技术领域。
技术背景
煤、石油、天燃气等传统能源越来越紧张，而风能是一种清洁的可再生能源，在未来的能源利用中占有越来越重要的位置。目前，风力发电已经比较成熟，但风能在车辆交通行业的应用较少。风能电动汽车利用汽车在行驶状态下的风速，通过安装在汽车上的风轮、导流板、发电机、风筒等装置产生强大的风能，以驱动汽车行驶及其他用电系统的使用。风能电动汽车改变了汽车必须以燃料为动力的局限性，为节能环保汽车的开发提供了新的思路。在现实生活中电动汽车长期处于驻车状态，然而，驻车状态下如何高效的收集风能的研究尚未展开。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电动汽车驻车风能收集装置，该风能收集装置能够利用机械的方法自动伸出与缩回，可靠的解决电动汽车在驻车阶段获取风能的问题。
本发明任务解决其技术问题所采用的技术方案是：电动汽车在行驶状态下，风力发电设备安置在内部，电动汽车驻车后，通过手控按钮实现风力发电设备从车内伸出并固定在在汽车车顶上，然后将叶片举升和完全打开后进行发电。主要包括三个个运动过程：一是要实现车顶滑盖打开；二是实现风力发电设备被举升伸出车外；三是实现叶片的举升和张开。
车顶滑盖的打开应用齿轮齿条机构，风力发电机的举升应用滑轮机构。滑盖一侧与齿条相连，通过电动机带动主动齿轮转动，由主动齿轮带动齿条移动使得滑盖打开。绕绳缠绕在各种滑轮机构上，当滑盖右移打开的过程中，带动绕绳上升，从而带动风力发电机的举升。在滑盖完全打开之后，接触到一个限位开关，这时电机停止动作，启动减速直流电机进行叶片的举升和张开操作。叶片的举升是应用了蜗轮蜗杆机构；叶片的张开是依靠电机转动时，给叶片的离心力克服弹簧对叶片的拉力打开的。
本发明的有益效果是提供了一种使用机械实现风能电动汽车上风能发电机自动伸出并收集风能的装置，能够解决电动汽车驻车阶段获取风能进行电能补充的问题。该装置结构简单，性能可靠，在电动汽车与混合动力汽车中具有较大的应用前景。
附图说明
图1滑盖打开和风力发电机举升示意图
图2滑盖打开和风力发电机举升后的示意图
图3风力发电机和叶片张开示意图
图4风力发电机未起升前示意图
图5风力发电机起升后示意图
图6叶片未张开时弹簧状态示意图
图7叶片张开后弹簧状态示意图
图8叶片固定原理示意图
1绳系固定端，2齿条，3主动齿轮，4电动机，5风力发电机，6绕绳，7风力发电机固定端，8叶片，9滑轮，10减速直流电机，11锥齿轮，12蜗轮，13蜗杆，14风力发电机移动件，15蜗轮蜗杆啮合处，16风力发电机固定件，17滑动叶片，18拉伸弹簧，19固定叶片，20固定钮
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式加以说明。风能电动汽车风力发电机自动伸出与收集装置主要由绳系固定端(1)，齿条(2)，主动齿轮(3)，电动机(4)，风力发电机(5)，绕绳(6)，风力发电机固定端(7)，叶片(8)，滑轮(9)，减速直流电机(10)，锥齿轮(11)，蜗轮(12)，蜗杆(13)，风力发电机移动件(14)，蜗轮蜗杆啮合处(15)，风力发电机固定件(16)，滑动叶片(17)，拉伸弹簧(18)，固定叶片(19)，固定钮(20)组成，如图1到8所示。
电动汽车在行驶状态下，风力发电设备安置在内部，电动汽车驻车后，通过手控按钮实现风力发电设备从车内伸出并固定在在汽车车顶上，然后将风力发电机(5)举升和叶片(8)完全打开后进行发电。主要包括三个个运动过程：一是要实现车顶滑盖打开；二是实现风力发电设备被举升伸出车外；三是实现叶片(8)的举升和滑动叶片(17)的张开。
车顶滑盖的打开是利用齿轮齿条机构如图1所示，滑盖一侧与齿条(2)相配合，电动机(4)带动主动齿轮(3)转动，主动齿轮(3)带动齿条(2)移动使得滑盖打开。绕绳(6)由绳系固定端(1)缠绕在滑轮(9)上，当滑盖右移会带动绕绳(6)上升，从而在滑盖打开的过程中带动风力发电机固定端(7)和风力发电机(5)举升，滑盖打开和风力发电设备举升后如图2所示。当风力发电设备被完全举升后，会接触到一个限位开关，这时电动机(4)停止动作，这时减速直流电机(10)启动，实现叶片(8)的起升。叶片(8)的起升采用了蜗轮蜗杆机构，叶片(8)的张开是依靠减速直流电机(10)转动时，给叶片(8)的离心力克服拉伸弹簧(18)对滑动叶片(17)的拉力打开的。减速直流电机(10)安装在风力发电机(5)的尾端，通过一对啮合的锥齿轮(11)，实现轴交角为90°的传动，其中一组传给蜗杆(13)，另一组传给风力发电机(5)的旋转前端，如图3所示。图4与图5为叶片(8)的起升过程，在蜗轮蜗杆啮合处(15)，蜗轮(12)固定在发风力电机固定件(16)中，蜗杆(13)装在风力发电机移动件(14)中，由减速直流电机(10)通过锥齿轮(11)传递的转矩，驱动蜗杆(13)转动，蜗杆(13)边转动边上升，从而实现风力发电机移动件(14)的上升，所述风力发电机固定件(16)、风力发电机移动件(14)和蜗轮蜗杆啮合处(15)组成风力发电机固定端(7)。当蜗杆(13)运动到下端时，蜗杆底部会触到风力发电机固定件(16)中的限位开关，然后向蜗杆(13)传递转矩的锥齿轮(11)退出啮合，蜗杆(13)停止转动。
叶片(8)由滑动叶片(17)、拉伸弹簧(18)和固定叶片(19)组成，滑动叶片(17)和固定叶片(19)之间用拉伸弹簧(18)相连。减速直流电机(10)传给风力发电机(5)旋转前端的转矩会给滑动叶片(17)一个离心力，这个离心力只要克服了滑动叶片(17)和固定叶片(19)之间的弹簧拉力，滑动叶片(17)就会被甩出去，滑动叶片(17)甩出去后依靠固定钮(20)进行固定，如图6、图7和图8所示。
当要收回滑动叶片(17)时，有统一的总按钮，只要按下去，三个叶片上的固定钮(20)就会缩回去，这时滑动叶片(17)依靠拉伸弹簧(18)的拉力进行复位；减速直流电机(10)反转可实现风力发电机移动件(14)的下降；然后，电动机(4)反转，实现风力发电设备的下降与车顶滑盖的关闭，完成电动汽车驻车风能收集装置的收回。

Claims (1)

1.一种电动汽车驻车风能收集装置，该装置由绳系固定端(1)，齿条(2)，主动齿轮(3)，电动机(4)，风力发电机(5)，绕绳(6)，风力发电机固定端(7)，叶片(8)，滑轮(9)，减速直流电机(10)，锥齿轮(11)，蜗轮(12)，蜗杆(13)，风力发电机移动件(14)，蜗轮蜗杆啮合处(15)，风力发电机固定件(16)，滑动叶片(17)，拉伸弹簧(18)，固定叶片(19)，固定钮(20)组成，其特征是在于：车顶滑盖一侧与齿条(2)相配合，电动机(4)带动主动齿轮(3)转动，主动齿轮(3)带动齿条(2)移动使得滑盖打开，绕绳(6)由绳系固定端(1)缠绕在滑轮(9)上，滑盖右移会带动绕绳(6)上升，举升风力发电机(5)至碰触到一个限位开关，电动机(4)停止动作，而安装在风力发电机(5)的尾端的减速直流电机(10)启动，通过一对啮合的锥齿轮(11)实现轴交角为90°的传动，其中一组传给蜗杆(13)，蜗杆(13)装在风力发电机移动件(14)中，蜗杆(13)与一个固定在风力发电机固定件(16)中的蜗轮(12)配合，利用蜗轮蜗杆机构举升叶片(8)，所述叶片(8)由滑动叶片(17)、拉伸弹簧(18)和固定叶片(19)组成，所述风力发电机固定件(16)、风力发电机移动件(14)和蜗轮蜗杆啮合处(15)组成风力发电机固定端(7)；另一组传给风力发电机(5)的旋转前端，带动叶片(8)转动，使得叶片(8)转动产生的离心力克服拉伸弹簧(18)对滑动叶片(17)的拉力而被打开，实现叶片(8)张开，所述滑动叶片(17)打开后依靠固定钮(20)进行固定；当所述蜗杆(13)运动到下端时，蜗杆底部会触到风力发电机固定件(16)中的限位开关，然后向蜗杆(13)传递转矩的锥齿轮(11)退出啮合，蜗杆(13)停止转动，最终实现电动汽车在驻车阶段获取风能。
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