CN105545617A - 一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，主要包括外管、行程管、滚珠丝杠惯容器、弹簧、空气阻尼、发电装置和储能装置，其结构紧凑、安装方便。本发明应用于山地自行车前叉，实现了将振动产生的位移转化为转动并用于发电，不仅可以起到避震减振效果，还可以将转动能量转化为电能输出或储存，实现惯容器与发电装置的结合。

Description

一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置

技术领域

本发明涉及山地自行车技术领域，特别是涉及一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置。

背景技术

惯容器是将两端点的相对位移转换为飞轮的旋转，起到隔振的效果。随着科技的发展，自行车文化也得到高速的发展，已经分支出公路自行车，山地自行车，越野公路车等。对于山地自行车，前叉是整车科技含量最高的一个部件。前叉性能的好坏，直接决定一台车的价值。前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。现有的前叉减振组件，多为弹簧和阻尼，已经得到了普遍应用，但是对前叉振动进行能量转化和采集未有提及。中国专利201310438274.4提出了一种简单可行的机械隔振结构来提升悬架性能，然而将惯容器应用到山地车前叉同时将部分振动进行能量转换，实现能量的充分利用未能实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其结构紧凑、便于安装，既减振，又具有发电功能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

提供一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，包括第一外管、第二外管、行程管、滚珠丝杠惯容器、发电装置和储能装置；第一外管、第二外管之间固定；将滚珠丝杠惯容器和发电装置装在第一外管和第二外管中；行程管与第二外管滑动配合；行程管在力的作用下产生位移，滚珠丝杠惯容器将直线运动转化为旋转运动，用于发电和减振，储能装置将发电装置产生的电量整流稳压后输出和/或储存。

进一步地，本发明还包括弹簧和空气阻尼，所述弹簧包括第一弹簧、第二弹簧和第三弹簧，所述空气阻尼包括第一空气阻尼和第二空气阻尼；第一弹簧置于第一外管内，连接第一空气阻尼一端，第一空气阻尼另一端与滚珠丝杠惯容器螺纹连接，第二弹簧套在滚珠丝杠惯容器的伸出杆上，第二空气阻尼在行程管内滑动，一端与滚珠丝杠惯容器螺纹连接，另一端连接第三弹簧；滚珠丝杠惯容器和所述弹簧、所述空气阻尼共同作用，起到隔振作用。

进一步地，本发明还包括限位螺母，行程管大径部分置于第二外管内，行程管小径部分穿过限位螺母，防止行程管大径端从第二外管滑出。

进一步地，发电装置包括转子螺母、永磁体和电枢绕组；转子螺母与滚珠丝杠惯容器螺纹连接，永磁体固定于转子螺母上，电枢绕组固定于第二外管上，滚珠丝杠惯容器带动转子螺母转动，转子螺母旋转同时永磁体旋转，永磁体产生的磁场发生变化，电枢绕组切割磁感线产生电能，从而达到发电的目的。

进一步地，储能装置包括整流器、电压调节器和电源，实现将所述发电装置产生的电能进行整流、稳压，提供给电源储能或直接提供给山地车电器元件。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明将滚珠丝杠惯容器应用于山地自行车前叉，其结构紧凑、安装方便；实现将滚珠丝杠惯容器因振动而产生的两端点的相对位移转化为转动并用于发电，本发明不仅可以起到良好的缓冲减震效果，还可以将转动能量转化为电能输出或储存，实现惯容器与发电装置的结合。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的结构示意图；

图2是限位螺母的装配示意图；

图3是发电装置的结构示意图；

图4是储能装置的机构示意图。

图中：1、第二螺栓；2、第三弹簧；3、第二空气阻尼；4、第二弹簧；5、推力球轴承；6、滚珠丝杠惯容器；7、第一空气阻尼；8、第一弹簧；9、第一螺栓；10、第一外管；11、发电装置；12、第二外管；13、行程管；14、限位螺母；15、底座；16、螺母；111、转子螺母；112、永磁体；113、电枢绕组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如附图所示，为本发明一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置的一个实施例。

底座15与第二螺栓1螺纹连接，行程管13小径端与底座15螺纹连接，通过调整第二螺栓1的伸出量来调节行程管13的行程；螺母16与第二螺栓1螺纹连接，螺母16的一端面与底座15接触，对第二螺栓1起预紧作用；第三弹簧2一端与第二螺栓1连接，另一端与第二空气阻尼3相连接，置于行程管13内部；第二弹簧4一端在第二外管12内与其孔肩接触，另一端在行程管13内与第二空气阻尼3相接触，第二空气阻尼3与滚珠丝杠惯容器6的伸出杆螺纹连接并固定在其上，滚珠丝杠惯容器6的伸出杆穿过第二弹簧4。

当有外力作用在底座15和第一外管10上，行程管13会产生相对第二外管12的运动，使得第一弹簧8、第二弹簧4、第三弹簧2压缩，同时第一空气阻尼7和第二空气阻尼3产生阻尼力；在弹簧力和阻尼力共同作用下会推动滚珠丝杠惯容器6两端点间产生位移，同时带动转子螺母111旋转。

如图1所示，发电装置11上下各有一个推力球轴承5，推力球轴承5的上部与第一外管10的孔肩配合，推力球轴承5的下部与第二外管12的孔肩配合，第一外管10与第二外管12通过螺纹连接在一起，把发电装置11和推力球轴承5固定在两个孔肩之间。

如图2所示，限位螺母14与第二外管12螺纹连接，行程管13小径部分穿过限位螺母14，目的是限制行程管13大径部分从第二外管12滑出。

如图3所示，发电装置11中，永磁体112固定在转子螺母113上，电枢绕组113是不动的；转子螺母111转动，永磁体112跟着一起转动，产生的磁感应强度发生变化，电枢绕组113就会切割磁感线，从而达到发电的效果。

如图4所示，永磁体112旋转，电枢绕组113切割磁感线，电压调节器未通电时，触点开关K闭合，反之断开；当电源电压较低时，保护电阻R与三极管VT4间的电压较低，不足够使三极管VT4导通，触点开关K闭合，通过二极管VD4、VD5、VD6的电流分别使三极管VT1、VT2、VT3导通，电流通过，电源充电，同时为电器元件供电；当电源电压较高时，保护电阻R与三极管VT4间的电压能够使三极管VT4导通，电压调节器内的电磁线圈工作，使触点开关K断开，三极管VT1、VT2、VT3无法导通，发电装置11停止充电或供电。

如图4所示，二极管VD1、VD2、VD3和三极管VT1、VT2、VT3的连接线路共同组成整流器，是将电枢绕组输出的交流电变直流。

采用上述技术方案后，将滚珠丝杠惯容器应用于山地自行车前叉，其结构紧凑、安装方便；实现将滚珠丝杠惯容器因振动而产生的两端点的相对位移转化为转动并发电，不仅可以起到良好的缓冲减震效果，还可以将转动能量转化为电能输出或储存，实现惯容器与发电装置的结合。

Claims (5)

1.一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其特征在于：包括第一外管(10)、第二外管(12)、行程管（13）、滚珠丝杠惯容器（6）、发电装置（11）和储能装置；第一外管（10）、第二外管（12）之间固定；将滚珠丝杠惯容器（6）和发电装置（11）装在第一外管（10）和第二外管（12）中；行程管（13）与第二外管（12）滑动配合；行程管（13）在力的作用下产生位移，滚珠丝杠惯容器（6）将直线运动转化为旋转运动，用于发电和减振，所述储能装置将发电装置(11)产生的电量整流稳压后输出和/或储存。

2.根据权利要求１所述的一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其特征在于：还包括弹簧和空气阻尼，所述弹簧包括第一弹簧（8）、第二弹簧（4）和第三弹簧（2），所述空气阻尼包括第一空气阻尼（7）和第二空气阻尼（3）；第一弹簧（8）置于第一外管（10）内，连接第一空气阻尼（7）一端，第一空气阻尼（7）另一端与滚珠丝杠惯容器（6）螺纹连接，第二弹簧（4）套在滚珠丝杠惯容器（6）的伸出杆上，第二空气阻尼（3）在行程管（13）内滑动，一端与滚珠丝杠惯容器（6）螺纹连接，另一端连接第三弹簧（2）；滚珠丝杠惯容器（6）和所述弹簧、所述空气阻尼共同作用，起到隔振作用。

3.根据权利要求１所述的一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其特征在于：还包括限位螺母（14），行程管（13）大径部分置于第二外管（12）内，行程管（13）小径部分穿过限位螺母（14），防止行程管（13）大径端从第二外管（12）滑出。

4.根据权利要求１所述的一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其特征在于：发电装置（11）包括转子螺母（111）、永磁体（112）和电枢绕组（113）；转子螺母（111）与滚珠丝杠惯容器（6）螺纹连接，永磁体（112）固定于转子螺母(111)上，电枢绕组（113）固定于第二外管（12）上，滚珠丝杠惯容器（6）带动转子螺母（111）转动，转子螺母（111）旋转同时永磁体（112）旋转，永磁体（112）产生的磁场发生变化，电枢绕组（113）切割磁感线产生电能，从而达到发电的目的。

5.根据权利要求１所述的一种用于山地自行车前叉的发电惯容装置，其特征在于：所述储能装置包括整流器、电压调节器和电源，实现将发电装置（11）产生的电能进行整流、稳压，提供给所述电源储能或直接提供给山地车电器元件。