CN105240233B - 一种基于空气压缩的减震发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车减震节能技术领域，尤其涉及一种基于空气压缩的减震发电装置，它包括减震运动转化装置、主压缩单元、副压缩单元、储气罐、空气马达、发电机，其中减震运动转化装置将车身的上下震动转化为往复齿条的横向往复移动，通过连接杆带动主压缩单元和副压缩单元对空气进行压缩，之后储存到储气罐中，当储气罐储存的空气达到一定的压力后，通过空气马达带动发电机发电，对减震能量进行回收；本发明使用了齿轮和齿条的传动将车身的上下震动转化为水平往复运动，为汽车震动能量的多方式利用提供了基础，另外将压缩缸设计成压缩副缸和压缩主缸能够内嵌的结构，能够明显的缩短活塞杆的长度，起到了紧凑节约空间的有意效果，具有有益的节能效果。

Description

一种基于空气压缩的减震发电装置

所属技术领域

本发明属于汽车减震节能技术领域，尤其涉及一种基于空气压缩的减震发电装置。

背景技术

目前汽车悬架是汽车中弹性的连接车架与车轴的装置。它一般由吸震弹簧、导向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车架的冲击，以提高乘车的舒适性。

在经过不平路面时，吸震弹簧用于过滤路面的震动，但吸震弹簧自身还会有往复运动，而与吸震弹簧并联安装的减震器主要就是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。为衰减震动，汽车悬架系统中采用减震器多是液力活塞开怀减震器，其工作原理是当车架（或车身）和车轴间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。

在通常情况下，这些震动能量无法得到及时的转换或储藏而被浪费掉。随着汽车使用的普及，被浪费掉的能量也越来越多。

目前市场上的悬架系统还是停留在简单的缓冲吸振功能上，并没有给出很好的机械能转化为其他能量的技术解决问题

本发明设计一种基于空气压缩的减震发电装置解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于空气压缩的减震发电装置，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：它包括压缩活塞杆、减震弹簧、底板、导柱、顶板、导柱齿型、底座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、往复齿条、导柱卡块、卡块槽、导柱槽、齿轮槽、底座齿条槽、底板齿条槽、主压缩单元、储气罐、装夹板、储气罐进气孔、第一连接杆、副压缩单元拉杆、副压缩单元、总固定板、第二连接杆、储气罐出气孔、空气马达、发电机固定板、空气马达进气孔、空气马达出气孔、空气马达支柱、发电机、副压缩单元拉杆卡片、副压缩单元出气孔、副压缩单元进气孔、副压缩单元活塞、主压缩单元第一进气孔、主压缩单元出气孔、主压缩单元第二进气孔，其中顶板安装在导柱一端，导柱齿型为多个并列的圆柱齿，导柱齿型安装在导柱面上，导柱卡块安装在导柱底端一侧，底座为中心开有导柱槽的空心圆柱体，在导柱槽上开有卡块槽，导柱卡块在卡块槽中滑动，导柱在导柱槽中滑动，底座下侧一段的外圆柱面上开有齿轮槽，齿轮槽从外圆柱面延伸到导柱槽中，并且向下延伸到底座底端面，底座底端面开有底座齿条槽，底座底端上底座齿条槽槽壁与齿轮槽槽壁共面，底板安装在底座底端上，底板上开有底板齿条槽，往复齿条安装在底板齿条槽、底座齿条槽和齿轮槽组成的槽道内，并且可以自由滑动；第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮通过齿轮轴上下依次安装在底座齿轮槽中，并且第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮与往复齿条啮合，导柱齿型与第一齿轮和第三齿轮啮合且不与第二齿轮啮合，第一齿轮与第三齿轮大小齿数完全相同且均大于第二齿轮的大小和齿数；减震弹簧一端安装在顶板下侧，另一端安装在底板上侧，且套于导柱和底座的外侧。

本发明中减震弹簧的使用是为了对车身的震动起到缓冲作用，导柱与底座导柱槽的滑动配合目的在于：首先导柱与导柱槽配合起到了稳定减震缓冲作用，其次为了将震动位移通过齿轮与齿条的啮合转化为水平往复运动；导柱卡块和卡块槽配合的设计为了防止导柱和底座发生相互转动而造成导柱齿型与齿轮无法啮合；

上述主压缩单元包括压缩副缸盖、压缩副缸、压缩主缸、卡块滑槽壳、压缩主缸底盖、压缩活塞、压缩副缸卡块、主缸外壁、主缸内壁、卡块滑槽、主缸底面、活塞卡锁柱、卡锁支耳、卡锁、卡锁钩孔，其中压缩活塞杆一端安装在压缩活塞上，压缩副缸为空心圆柱，压缩副缸盖安装在压缩副缸一端，压缩主缸为空心圆柱，并且在一端面开有圆环凹槽，圆环凹槽由主缸外壁、主缸底面和主缸内壁组成，压缩副缸安装在圆环凹槽内且能够滑动，主缸外壁上安装有卡块滑槽壳，卡块滑槽壳与主缸外壁组成卡块滑槽，两个压缩副缸卡块对称安装在压缩副缸底端外圆面上，压缩副缸卡块滑动与卡块滑槽中，卡块与卡块滑槽配合起到对压缩副缸的稳定和定位作用。压缩主缸底盖安装在压缩主缸底端，压缩副缸滑动于压缩主缸凹槽中，压缩副缸盖、压缩副缸、压缩主缸和压缩主缸底盖组成一个密闭空间，当压缩副缸沿着主缸凹槽滑动时，压缩空间的体积在变化，多介质起到了压缩拉伸的作用；

上述压缩活塞安装在压缩副缸与压缩主缸组成的空间内，压缩活塞杆穿过压缩副缸盖中间圆孔，六个活塞卡锁柱均匀安装在压缩副缸底端边缘，每个活塞卡锁柱安装有卡锁支耳，卡锁通过转动副安装在卡锁支耳上，压缩活塞外圆柱面上均匀开有六个卡锁钩孔，卡锁较尖的一端与压缩活塞的卡锁钩孔配合，当卡锁较尖一端钩入到活塞中时，卡锁锁紧活塞，活塞与压缩副缸通过卡锁锁死在一起，此时，活塞能够带动压缩副缸盖运动，进而带动压缩副缸运动。

当压缩副缸未全在压缩主缸凹槽内时，压缩活塞通过卡锁与压缩副缸盖发生连接配合，活塞带动压缩副缸压缩介质，当压缩副缸完全进入压缩主缸凹槽中时，活塞与压缩副缸盖脱离，活塞进入压缩主缸后继续压缩。

上述总固定板安装在底板侧面，装夹板安装在总固定板一端，发电机固定板安装在总固定板侧面，主压缩单元、储气罐依次安装在装夹板上的圆形夹孔上，副压缩单元安装在装夹板下侧一角的装夹孔上且在主压缩单元一侧；第一连接杆一端安装在往复齿条一端，另一端开有方孔，副压缩单元为空心圆柱，副压缩单元活塞滑动于副压缩单元内部，副压缩单元拉杆一端安装在副压缩单元活塞上，另一端穿过第一连接杆一端的方孔，副压缩单元拉杆卡片安装在副压缩单元拉杆上，且与第一连接杆方孔内面摩擦配合；第二连接杆安装在往复齿条上，且与第一连接杆垂直，压缩活塞杆安装在第二连接杆上；发电机安装在发电机固定板上，空气马达通过空气马达支柱安装在发电机端面上，空气马达转轴与发电机转轴相连；副压缩单元进气孔和副压缩单元出气孔安装在副压缩单元底面上的圆孔上，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔和主压缩单元出气孔依次并排安装在主压缩单元的主缸底盖上的圆孔上，储气罐进气孔和出气口分别安装在储气罐两侧，空气马达进气孔和空气马达出气孔安装在空气马达上；

上述副压缩缸进气孔与空气想通，副压缩缸出气孔与主压缩缸第一进气孔通过导管连接，主压缩缸第二进气孔与空气想通，主压缩缸出气孔通过导管与储气罐进气孔连接，储气罐出气孔通过导管与空气马达进气孔连接，空气马达出气孔与空气想通。

本发明利用了往复齿条的横向往复运动，带动主副压缩单元压缩空气，然后通过驱动空气马达带动发电机发电，本发明中设计主副压缩单元的目的如下：

车身震动分为小幅度多频率震动和大幅度小频率震动，当后者发生时，主压缩单元发生较大的压缩比例，进而将被压缩的空气压缩到低于此空气压力的储气罐中，完成震动能量的收集，当主压缩单元中的空气进入到储气罐后，主压缩单元在活塞向拉伸的方向运动时，其中的空气压力将低于外界空气压力，此时空气进入到主压缩单元中补充空气，进而在下一次压缩中进入到储气罐中；但是当车身震动为小幅度多频率震动时，主压缩单元中的活塞在很小的位移往复，因为空气具有很强的可压性，导致主压缩单元中的空气无法被压缩达到大于储气罐的压力进而无法排出空气，这将会导致外界的空气因为自身压力一直低于主压缩单元的压力而无法进入，造成此阶段主压缩单元仅仅是针其中的同一空气进行压缩和拉伸，导致震动能量无法利用；所以设计时增加了副压缩单元，用来收集小幅度多频率震动能量，设计中将副压缩单元活塞杆上设计卡片，由第一连接杆的方孔靠摩擦力带动，由于副压缩单元的活塞行程很小，小幅度震动能够将副压缩单元中的气体进行较大压缩比的压缩，使副压缩单元的空气进入到主压缩单元中，这样的话即使小幅度大频率的震动也能使主压缩单元中的气体增加，当遇到大幅度震动后，主压缩单元将会使其中的所有空气压到储气罐中，实现各种震动能量的有效利用。

作为本技术的进一步改进，上述顶板安装在车身下侧，底板安装在车桥上侧。减震发电装置用于汽车减震上，或者说代替现有减震设备。

作为本技术的进一步改进，上述底座上端面安装有底座盖板，导柱卡块在卡块槽中滑动，增加了盖板后，防止了卡块滑出卡块槽，进而保证了导柱不会脱离导柱槽。

作为本技术的进一步改进，上述主压缩单元出气孔、副压缩单元出气孔和储气罐出气孔均为单向出气，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔、副压缩单元进气孔和储气罐进气孔均为单向进气，储气罐单向出气孔开通与否受储气罐内部压力控制，储气罐的使用为了防止主压缩单元和副压缩单元间断压缩气体使空气马达低效率工作，增加了储气罐将压缩单元的间断空气储存起来，当达到一定的压力和质量后，再带动空气马达，这样能够高效的利用压缩空气发电，进而充分完成震动能量的转化。

作为本技术的进一步改进，上述压缩活塞杆包括压缩活塞杆细段、压缩活塞杆粗段，压缩活塞杆细段一端与压缩活塞杆粗段一端连接，将活塞杆设计成两个粗细不同的杆连接而成，目的在于：当压缩副缸在活塞的带动下全部进入到主缸凹槽中时，活塞与压缩副缸脱离，活塞运动到主缸内部，此时压缩空间为活塞与主缸内部和主缸底盖组成的空间，压缩副缸与活塞背面的空间将不是工作空间，但之前压缩副缸在进入到主缸过程中，压缩副缸与活塞背面之间的空间是含有压缩介质的，当活塞与压缩副缸脱离后，很可能压缩副缸受原先压缩的介质压力作用下，重新从压缩主缸中出来，那么压缩副缸盖将会干涉压缩活塞杆的运动，造成结构的损坏，所以当压缩副缸未完全进入到主缸中时，活塞杆的粗段穿过压缩副缸盖上的孔，并且刚好密封配合，当压缩副缸完全进入到主缸中时，活塞与副缸脱离，活塞相对副缸盖向下移动，粗段跟着活塞向下，细段代替了粗段穿过副缸盖孔，因为细段与孔存在间隙，此时原先压缩的气体冒出，防止了压缩副缸被压缩的介质从压缩主缸中顶出来。

作为本技术的进一步改进，上述卡块滑槽上安装有卡块滑槽圆环盖，卡块滑槽圆环盖由圆环和卡块滑槽盖片组成，卡块滑槽盖片与卡块滑槽上端槽口配合。卡块在卡块滑槽中滑动，为了防止卡块滑出，在卡块滑槽口安装盖片用来挡住卡块。

作为本技术的进一步改进，上述主缸内壁上端面为斜面，斜面上任意一点到主缸底面的距离沿径向向内的方向线性降低，斜面的设计目的在于：斜面的上端首先卡锁的钝端接触，能够对钝端产生压力，卡锁的将会围绕转动副转动，进而将卡锁尖端与活塞上的卡端钩孔脱离。

作为本技术的进一步改进，上述压缩活塞粗杆上安装有防碰弹簧，且防碰弹簧一端与压缩活塞端面连接，当活塞压缩完成后，活塞复位时需要带动压缩副缸重新开始伸出主缸凹槽，在未带动到带动可能发生活塞与压缩副缸盖的碰撞，设计的弹簧目的在于缓冲。

作为本技术的进一步改进，上述压缩活塞外圆柱面直径与主缸内壁内圆柱面的直径相同，在活塞与副缸盖脱离之前，压缩空间为压缩副缸和主缸之间的空间，活塞不起任何压缩的作用，当活塞与副缸脱离后，活塞进入主缸内部，对之前压缩的介质继续进行压缩，此时需要活塞与主缸密封配合。

作为本技术的进一步改进，上述卡锁较钝的一端带有磁性，当活塞复位时，带动副缸盖向介质拉伸的方向运动，但是活塞与副缸盖并未锁死，如未锁死，那么下一个压缩循环，活塞无法带动副缸运动，所以，设计的卡锁钝端有磁性，这样在卡锁脱离斜面时，靠对斜面的磁力，卡锁自身围绕卡锁转动副转动一个角度，进而将活塞与副缸盖锁死。

相对于传统的汽车减震节能技术，本发明中减震运动转化装置将车身的上下震动转化为往复齿条的横向往复移动，通过连接杆带动主压缩单元和副压缩单元对空气进行压缩，之后储存到储气罐中，当储气罐储存的空气达到一定的压力后，通过空气马达带动发电机发电，对减震能量进行回收；本发明使用了齿轮和齿条的传动将车身的上下震动转化为水平往复运动，为汽车震动能量的多方式利用提供了基础，另外将压缩缸设计成压缩副缸和压缩主缸能够内嵌的结构，能够明显的缩短活塞杆的长度，起到了紧凑节约空间的有意效果，具有有益的节能效果。

附图说明

图1是减震传动结构示意图。

图2是导柱结构示意图。

图3是导柱及顶板俯视图。

图4是底座结构示意图。

图5是底座结构仰视图。

图6是底座结构透视图。

图7是底板结构示意图。

图8是减震传动剖面图。

图9是减震传动结构剖视图。

图10是整体部件分布示意图。

图11是压缩活塞杆安装示意图。

图12是压缩副缸盖安装示意图。

图13是压缩副缸卡块安装示意图。

图14是卡块滑槽圆环盖安装示意图。

图15是压缩主缸结构示意图。

图16是卡块滑槽壳安装示意图。

图17是卡块滑槽圆环盖结构示意图。

图18是压缩活塞安装示意图。

图19是卡锁安装示意图。

图20是卡锁结构示意图。

图21是活塞与卡锁配合关系实例示意图。

图22是本发明的压缩缸与传统压缩缸的占用空间对比示意图。

图23是空气压缩减震发电机构整体结构示意图。

图24是装夹板安装示意图。

图25是总固定板安装示意图。

图26是空气压缩结构安装示意图。

图27是发电机固定板安装示意图。

图28是发电机及空气马达安装示意图。

图29是空气马达与储气罐连接示意图。

图30副压缩单元安装示意图。

图31是卡片安装示意图。

图32是卡片、拉杆及副压缩单元剖面图。

图33是各个出气进气孔安装示意图。

图中标号名称：1、压缩活塞杆细段，2、压缩副缸盖，3、压缩活塞杆粗段，4、压缩副缸，5、卡块滑槽圆环盖，6、压缩主缸，7、卡块滑槽壳，8、压缩主缸底盖，9、压缩活塞，10、压缩副缸卡块，11、主缸外壁，12、主缸内壁，13、卡块滑槽，14、卡块滑槽盖片，15、主缸底面，16、防碰弹簧，17、活塞卡锁柱，18、卡锁支耳，19、卡锁，20、卡锁钩孔，21、减震弹簧，22、底板，23、导柱，24、顶板，25、导柱齿型，26、底座盖板，27、底座，28、第一齿轮，29、第二齿轮，30、第三齿轮，31、往复齿条，32、导柱卡块，33、卡块槽，34、导柱槽，35、齿轮槽，36、底座齿条槽，37、底板齿条槽，38、主压缩单元，39、储气罐，40、装夹板，42、储气罐进气孔，43、第一连接杆，44、副压缩单元拉杆，45、副压缩单元，46、总固定板，47、第二连接杆，48、储气罐出气孔，49、空气马达，50、发电机固定板，51、空气马达进气孔，52、空气马达出气孔，53、空气马达支柱，54、发电机，55、副压缩单元拉杆卡片，56、副压缩单元出气孔，57、副压缩单元进气孔，58、副压缩单元活塞，59、主压缩单元第一进气孔，60、主压缩单元出气孔，61、主压缩单元第二进气孔。

具体实施方式

如图23所示，它包括压缩活塞杆、减震弹簧、底板、导柱、顶板、导柱齿型、底座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、往复齿条、导柱卡块、卡块槽、导柱槽、齿轮槽、底座齿条槽、底板齿条槽、主压缩单元、储气罐、装夹板、储气罐进气孔、第一连接杆、副压缩单元拉杆、副压缩单元、总固定板、第二连接杆、储气罐出气孔、空气马达、发电机固定板、空气马达进气孔、空气马达出气孔、空气马达支柱、发电机、副压缩单元拉杆卡片、副压缩单元出气孔、副压缩单元进气孔、副压缩单元活塞、主压缩单元第一进气孔、主压缩单元出气孔、主压缩单元第二进气孔，其中如图1、2所示，顶板安装在导柱一端，导柱齿型为多个并列的圆柱齿，导柱齿型安装在导柱面上，如图2、3所示，导柱卡块安装在导柱底端一侧，如图4、5、6所示，底座为中心开有导柱槽的空心圆柱体，在导柱槽上开有卡块槽，导柱卡块在卡块槽中滑动，导柱在导柱槽中滑动，底座下侧一段的外圆柱面上开有齿轮槽，齿轮槽从外圆柱面延伸到导柱槽中，并且向下延伸到底座底端面，底座底端面开有底座齿条槽，底座底端上底座齿条槽槽壁与齿轮槽槽壁共面，如图1、7所示，底板安装在底座底端上，底板上开有底板齿条槽，往复齿条安装在底板齿条槽、底座齿条槽和齿轮槽组成的槽道内，并且可以自由滑动；如图8、9所示，第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮通过齿轮轴上下依次安装在底座齿轮槽中，并且第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮与往复齿条啮合，导柱齿型与第一齿轮和第三齿轮啮合且不与第二齿轮啮合，第一齿轮与第三齿轮大小齿数完全相同且均大于第二齿轮的大小和齿数，导柱将往复运动传导到第一齿轮，只有当导柱往复运动幅度很大，才会下降与第三齿轮啮合，第二齿轮为第一齿轮与第三齿轮之间传递的齿轮，不与导柱啮合，所以第二齿轮的大小要较其他两个齿轮小，防止与导柱接触；减震弹簧一端安装在顶板下侧，另一端安装在底板上侧，且套于导柱和底座的外侧。

本发明中减震弹簧的使用是为了对车身的震动起到缓冲作用，导柱与底座导柱槽的滑动配合目的在于：首先导柱与导柱槽配合起到了稳定减震缓冲作用，其次为了将震动位移通过齿轮与齿条的啮合转化为水平往复运动；导柱卡块和卡块槽配合的设计为了防止导柱和底座发生相互转动而造成导柱齿型与齿轮无法啮合；

上述顶板安装在车身下侧，底板安装在车桥上侧。减震发电装置用于汽车减震上，或者说代替现有减震设备。

如图1所示，上述底座上端面安装有底座盖板，导柱卡块在卡块槽中滑动，增加了盖板后，防止了卡块滑出卡块槽，进而保证了导柱不会脱离导柱槽。

如图10所示，主压缩单元包括压缩活塞杆、压缩副缸盖、压缩副缸、压缩主缸、卡块滑槽壳、压缩主缸底盖、压缩活塞、压缩副缸卡块、主缸外壁、主缸内壁、卡块滑槽、主缸底面、活塞卡锁柱、卡锁支耳、卡锁、卡锁钩孔，其中如图11所示，压缩活塞杆一端安装在压缩活塞上，如图12、13所示，压缩副缸为空心圆柱，压缩副缸盖安装在压缩副缸一端，如图14、15、16所示，压缩主缸为空心圆柱，并且在一端面开有圆环凹槽，圆环凹槽由主缸外壁、主缸底面和主缸内壁组成，压缩副缸安装在圆环凹槽内且能够滑动，主缸外壁上安装有卡块滑槽壳，卡块滑槽壳与主缸外壁组成卡块滑槽，如图12所示，两个压缩副缸卡块对称安装在压缩副缸底端外圆面上，压缩副缸卡块滑动与卡块滑槽中，卡块与卡块滑槽配合起到对压缩副缸的稳定和定位作用。压缩主缸底盖安装在压缩主缸底端，压缩副缸滑动于压缩主缸凹槽中，压缩副缸盖、压缩副缸、压缩主缸和压缩主缸底盖组成一个密闭空间，当压缩副缸沿着主缸凹槽滑动时，压缩空间的体积在变化，多介质起到了压缩拉伸的作用；

如图18、19、20所示，上述压缩活塞安装在压缩副缸与压缩主缸组成的空间内，压缩活塞杆穿过压缩副缸盖中间圆孔，六个活塞卡锁柱均匀安装在压缩副缸底端边缘，每个活塞卡锁柱安装有卡锁支耳，卡锁通过转动副安装在卡锁支耳上，压缩活塞外圆柱面上均匀开有六个卡锁钩孔，卡锁较尖的一端与压缩活塞的卡锁钩孔配合，当卡锁较尖一端钩入到活塞中时，卡锁锁紧活塞，活塞与压缩副缸通过卡锁锁死在一起，此时，活塞能够带动压缩副缸盖运动，进而带动压缩副缸运动。

当压缩副缸未全在压缩主缸凹槽内时，压缩活塞通过卡锁与压缩副缸盖发生连接配合，活塞带动压缩副缸压缩介质，当压缩副缸完全进入压缩主缸凹槽中时，活塞与压缩副缸盖脱离，活塞进入压缩主缸后继续压缩。

如图11所示，上述压缩活塞杆包括压缩活塞杆细段、压缩活塞杆粗段，压缩活塞杆细段一端与压缩活塞杆粗段一端连接，将活塞杆设计成两个粗细不同的杆连接而成，目的在于：当压缩副缸在活塞的带动下全部进入到主缸凹槽中时，活塞与压缩副缸脱离，活塞运动到主缸内部，此时压缩空间为活塞与主缸内部和主缸底盖组成的空间，压缩副缸与活塞背面的空间将不是工作空间，但之前压缩副缸在进入到主缸过程中，压缩副缸与活塞背面之间的空间是含有压缩介质的，当活塞与压缩副缸脱离后，很可能压缩副缸受原先压缩的介质压力作用下，重新从压缩主缸中出来，那么压缩副缸盖将会干涉压缩活塞杆的运动，造成结构的损坏，所以当压缩副缸未完全进入到主缸中时，活塞杆的粗段穿过压缩副缸盖上的孔，并且刚好密封配合，当压缩副缸完全进入到主缸中时，活塞与副缸脱离，活塞相对副缸盖向下移动，粗段跟着活塞向下，细段代替了粗段穿过副缸盖孔，因为细段与孔存在间隙，此时原先压缩的气体冒出，防止了压缩副缸被压缩的介质从压缩主缸中顶出来。

如图17、14所示，上述卡块滑槽上安装有卡块滑槽圆环盖，卡块滑槽圆环盖由圆环和卡块滑槽盖片组成，卡块滑槽盖片与卡块滑槽上端槽口配合。卡块在卡块滑槽中滑动，为了防止卡块滑出，在卡块滑槽口安装盖片用来挡住卡块。

如图15、21所示，上述主缸内壁上端面为斜面，斜面上任意一点到主缸底面的距离沿径向向内的方向线性降低，斜面的设计目的在于：如图12中的a所示，副缸还未完全进入主缸中，b表示此时卡锁的状态，活塞通过卡锁与副缸盖连接，如图21中的c所示，当副缸基本完全进入到主缸中时，斜面的上端首先与卡锁的钝端接触，能够对钝端产生压力，卡锁将会围绕转动副转动，进而将卡锁尖端与活塞上的卡端钩孔脱离，图d为此时卡锁的状态。

如图18所示，上述压缩活塞粗杆上安装有防碰弹簧，且防碰弹簧一端与压缩活塞端面连接，当活塞压缩完成后，活塞复位时需要带动压缩副缸重新开始伸出主缸凹槽，在未带动到带动可能发生活塞与压缩副缸盖的碰撞，设计的弹簧目的在于缓冲。

上述压缩活塞外圆柱面直径与主缸内壁内圆柱面的直径相同，在活塞与副缸盖脱离之前，压缩空间为压缩副缸和主缸之间的空间，活塞不起任何压缩的作用，当活塞与副缸脱离后，活塞进入主缸内部，对之前压缩的介质继续进行压缩，此时需要活塞与主缸密封配合。

上述卡锁较钝的一端带有磁性，当活塞复位时，带动副缸盖向介质拉伸的方向运动，但是活塞与副缸盖并未锁死，如未锁死，那么下一个压缩循环，活塞无法带动副缸运动，所以，设计的卡锁钝端有磁性，这样在卡锁脱离斜面时，靠对斜面的磁力，卡锁自身围绕卡锁转动副转动一个角度，进而将活塞与副缸盖锁死。

如图22所示，本发明通过将压缩缸设计成压缩副缸和压缩主缸能够内嵌的结构，在同等压缩空间下，本发明能够明显的缩短活塞杆的长度，起到了紧凑节约空间的有意效果，如图22中的a、b所示为传统的压缩缸和拉杆的压缩过程，拉杆基本需要与压缩缸长度相同；如图22中的c、d、e所示，本发明拉杆长度很小，c表示压缩副缸开始进入到主缸中，压缩副缸、活塞杆粗段和主缸组成的压缩空间逐渐压缩减小，d为压缩副缸基本完全进入到主缸中，活塞与主缸形成压缩空间，对之前压缩的介质继续压缩，活塞背面、活塞杆细段与副缸组成的空间为非工作空间，空间中的原先压缩气体从活塞杆细段与副缸盖之前的空隙流出，防止压缩副缸受原先压缩介质的压力反方向顶出，进而与拉杆驱动发生干涉。

如图23、24、25所示，上述总固定板安装在底板侧面，装夹板安装在总固定板一端，如图27所示，发电机固定板安装在总固定板侧面，主压缩单元、储气罐依次安装在装夹板上的圆形夹孔上，副压缩单元安装在装夹板下侧一角的装夹孔上且在主压缩单元一侧；如图26所示，第一连接杆一端安装在往复齿条一端，另一端开有方孔，如图32所示，副压缩单元为空心圆柱，副压缩单元活塞滑动于副压缩单元内部，副压缩单元拉杆一端安装在副压缩单元活塞上，如图30所示，另一端穿过第一连接杆一端的方孔，如图31所示，副压缩单元拉杆卡片安装在副压缩单元拉杆上，且与第一连接杆方孔内面摩擦配合；第二连接杆安装在往复齿条上，且与第一连接杆垂直，压缩活塞杆安装在第二连接杆上；如图28所示，发电机安装在发电机固定板上，空气马达通过空气马达支柱安装在发电机端面上，空气马达转轴与发电机转轴相连；如图33所示，副压缩单元进气孔和副压缩单元出气孔安装在副压缩单元底面上的圆孔上，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔和主压缩单元出气孔依次并排安装在主压缩单元的主缸底盖上的圆孔上，储气罐进气孔和出气口分别安装在储气罐两侧，空气马达进气孔和空气马达出气孔安装在空气马达上；

上述副压缩缸进气孔与空气想通，副压缩缸出气孔与主压缩缸第一进气孔通过导管连接，主压缩缸第二进气孔与空气想通，主压缩缸出气孔通过导管与储气罐进气孔连接，如图29所示，储气罐出气孔通过导管与空气马达进气孔连接，空气马达出气孔与空气想通。

本发明利用了往复齿条的横向往复运动，带动主副压缩单元压缩空气，然后通过驱动空气马达带动发电机发电，本发明中设计主副压缩单元的目的如下：

车身震动分为小幅度多频率震动和大幅度小频率震动，当后者发生时，主压缩单元发生较大的压缩比例，进而将被压缩的空气压缩到低于此空气压力的储气罐中，完成震动能量的收集，当主压缩单元中的空气进入到储气罐后，主压缩单元在活塞向拉伸的方向运动时，其中的空气压力将低于外界空气压力，此时空气进入到主压缩单元中补充空气，进而在下一次压缩中进入到储气罐中；但是当车身震动为小幅度多频率震动时，主压缩单元中的活塞在很小的位移往复，因为空气具有很强的可压性，导致主压缩单元中的空气无法被压缩达到大于储气罐的压力进而无法排出空气，这将会导致外界的空气因为自身压力一直低于主压缩单元的压力而无法进入，造成此阶段主压缩单元仅仅是针其中的同一空气进行压缩和拉伸，导致震动能量无法利用；所以设计时增加了副压缩单元，用来收集小幅度多频率震动能量，设计中将副压缩单元活塞杆上设计卡片，由第一连接杆的方孔靠摩擦力带动，由于副压缩单元的活塞行程很小，小幅度震动能够将副压缩单元中的气体进行较大压缩比的压缩，使副压缩单元的空气进入到主压缩单元中，这样的话即使小幅度大频率的震动也能使主压缩单元中的气体增加，当遇到大幅度震动后，主压缩单元将会使其中的所有空气压到储气罐中，实现各种震动能量的有效利用。

上述主压缩单元出气孔、副压缩单元出气孔和储气罐出气孔均为单向出气，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔、副压缩单元进气孔和储气罐进气孔均为单向进气，储气罐单向出气孔开通与否受储气罐内部压力控制，储气罐的使用为了防止主压缩单元和副压缩单元间断压缩气体使空气马达低效率工作，增加了储气罐将压缩单元的间断空气储存起来，当达到一定的压力和质量后，再带动空气马达，这样能够高效的利用压缩空气发电，进而充分完成震动能量的转化。

综上所述，本发明中减震运动转化装置将车身的上下震动转化为往复齿条的横向往复移动，通过连接杆带动主压缩单元和副压缩单元对空气进行压缩，之后储存到储气罐中，当储气罐储存的空气达到一定的压力后，通过空气马达带动发电机发电，对减震能量进行回收；本发明使用了齿轮和齿条的传动将车身的上下震动转化为水平往复运动，为汽车震动能量的多方式利用提供了基础，另外将压缩缸设计成压缩副缸和压缩主缸能够内嵌的结构，能够明显的缩短活塞杆的长度，起到了紧凑节约空间的有意效果，具有有益的节能效果。

Claims (10)

1.一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：它包括压缩活塞杆、减震弹簧、底板、导柱、顶板、导柱齿型、底座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、往复齿条、导柱卡块、卡块槽、导柱槽、齿轮槽、底座齿条槽、底板齿条槽、主压缩单元、储气罐、装夹板、储气罐进气孔、第一连接杆、副压缩单元拉杆、副压缩单元、总固定板、第二连接杆、储气罐出气孔、空气马达、发电机固定板、空气马达进气孔、空气马达出气孔、空气马达支柱、发电机、副压缩单元拉杆卡片、副压缩单元出气孔、副压缩单元进气孔、副压缩单元活塞、主压缩单元第一进气孔、主压缩单元出气孔、主压缩单元第二进气孔，其中顶板安装在导柱一端，导柱齿型为多个并列的圆柱齿，导柱齿型安装在导柱面上，导柱卡块安装在导柱底端一侧，底座为中心开有导柱槽的空心圆柱体，在导柱槽上开有卡块槽，导柱卡块在卡块槽中滑动，导柱在导柱槽中滑动，底座下侧一段的外圆柱面上开有齿轮槽，齿轮槽从外圆柱面延伸到导柱槽中，并且向下延伸到底座底端面，底座底端面开有底座齿条槽，底座底端上底座齿条槽槽壁与齿轮槽槽壁共面，底板安装在底座底端上，底板上开有底板齿条槽，往复齿条安装在底板齿条槽、底座齿条槽和齿轮槽组成的槽道内，并且可以自由滑动；第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮通过齿轮轴上下依次安装在底座齿轮槽中，并且第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮与往复齿条啮合，导柱齿型与第一齿轮和第三齿轮啮合且不与第二齿轮啮合，第一齿轮与第三齿轮大小齿数完全相同且均大于第二齿轮的大小和齿数；减震弹簧一端安装在顶板下侧，另一端安装在底板上侧，且套于导柱和底座的外侧；

上述主压缩单元包括压缩副缸盖、压缩副缸、压缩主缸、卡块滑槽壳、压缩主缸底盖、压缩活塞、压缩副缸卡块、主缸外壁、主缸内壁、卡块滑槽、主缸底面、活塞卡锁柱、卡锁支耳、卡锁、卡锁钩孔，其中压缩活塞杆一端安装在压缩活塞上，压缩副缸为空心圆柱，压缩副缸盖安装在压缩副缸一端，压缩主缸为空心圆柱，并且在一端面开有圆环凹槽，圆环凹槽由主缸外壁、主缸底面和主缸内壁组成，压缩副缸安装在圆环凹槽内且能够滑动，主缸外壁上安装有卡块滑槽壳，卡块滑槽壳与主缸外壁组成卡块滑槽，两个压缩副缸卡块对称安装在压缩副缸底端外圆面上，压缩副缸卡块滑动于卡块滑槽中，压缩主缸底盖安装在压缩主缸底端；压缩活塞安装在压缩副缸与压缩主缸组成的空间内，压缩活塞杆穿过压缩副缸盖中间圆孔，六个活塞卡锁柱均匀安装在压缩副缸底端边缘，每个活塞卡锁柱安装有卡锁支耳，卡锁通过转动副安装在卡锁支耳上，压缩活塞外圆柱面上均匀开有六个卡锁钩孔，卡锁较尖一端与压缩活塞的卡锁钩孔配合；

上述总固定板安装在底板侧面，装夹板安装在总固定板一端，发电机固定板安装在总固定板侧面，主压缩单元、储气罐依次安装在装夹板上的圆形夹孔上，副压缩单元安装在装夹板下侧一角的装夹孔上且在主压缩单元一侧；第一连接杆一端安装在往复齿条一端，另一端开有方孔，副压缩单元为空心圆柱，副压缩单元活塞滑动于副压缩单元内部，副压缩单元拉杆一端安装在副压缩单元活塞上，另一端穿过第一连接杆一端的方孔，副压缩单元拉杆卡片安装在副压缩单元拉杆上，且与第一连接杆方孔内面摩擦配合；第二连接杆安装在往复齿条上，且与第一连接杆垂直，压缩活塞杆安装在第二连接杆上；发电机安装在发电机固定板上，空气马达通过空气马达支柱安装在发电机端面上，空气马达转轴与发电机转轴相连；副压缩单元进气孔和副压缩单元出气孔安装在副压缩单元底面上的圆孔上，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔和主压缩单元出气孔依次并排安装在主压缩单元的主缸底盖上的圆孔上，储气罐进气孔和出气口分别安装在储气罐两侧，空气马达进气孔和空气马达出气孔安装在空气马达上；

上述副压缩单元进气孔与空气相通，副压缩单元出气孔与主压缩单元第一进气孔通过导管连接，主压缩单元第二进气孔与空气相通，主压缩单元出气孔通过导管与储气罐进气孔连接，储气罐出气孔通过导管与空气马达进气孔连接，空气马达出气孔与空气相通。

2.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述顶板安装在车身下侧，底板安装在车桥上侧。

3.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述底座上端面安装有底座盖板。

4.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述主压缩单元出气孔、副压缩单元出气孔和储气罐出气孔均为单向出气，主压缩单元第一进气孔、主压缩单元第二进气孔、副压缩单元进气孔和储气罐进气孔均为单向进气，储气罐单向出气孔开通与否受储气罐内部压力控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述压缩活塞杆包括压缩活塞杆细段、压缩活塞杆粗段，压缩活塞杆细段一端与压缩活塞杆粗段一端连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述卡块滑槽上安装有卡块滑槽圆环盖，卡块滑槽圆环盖由圆环和卡块滑槽盖片组成，卡块滑槽盖片与卡块滑槽上端槽口配合。

7.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述主缸内壁上端面为斜面，斜面上任意一点到主缸底面的距离沿径向向内的方向线性降低。

8.根据权利要求1或5所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述压缩活塞杆粗段上安装有防碰弹簧，且防碰弹簧一端与压缩活塞端面连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述压缩活塞外圆柱面直径与主缸内壁内圆柱面的直径相同。

10.根据权利要求1所述的一种基于空气压缩的减震发电装置，其特征在于：上述卡锁较钝的一端带有磁性。