CN105577030B - 一种用于车轮俘能装置的张开装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车轮俘能装置的张开装置，包括有传动装置、压电发电装置、控制模块和电源，其中压电发电装置枢接在底座上，传动装置通过传动轴驱使压电发电装置进行转动，控制模块与传动装置中的电机连接并控制电机的工作，电源与控制模块连接为控制模块提供电力，压电发电装置的底座、传动装置、控制模块和电源均固定在轮毂上。有益效果：利用蜗轮蜗杆的自锁特性实现了对压电发电装置的工作位置的固定，保证了在车轮运动过程中压电发电装置的位置稳定，从而保证了压电发电装置的可靠性，简化了张开装置的结构。另外由于使用蜗轮蜗杆锁止时无需耗费电能，解决了压电发电装置安装时影响装胎的问题。

Description

一种用于车轮俘能装置的张开装置
技术领域
本发明涉及一种张开装置，特别涉及一种用于车轮俘能装置的张开装置。
背景技术
专利201310097978.X涉及了一种利用压电材料实现无源供电的装置，但在实际装胎过程中，整个装置受其结构与工作原理所限，装胎较为困难。
实用新型专利201520120101.2同时公布了一种采用无线遥控舵机经摇臂驱动壳体开闭以方便轮胎装卸的方式，但具体实施时舵机的布置受到轮辋有限空间的限制，较为不便。
发明专利200710103076.7所述的自动开闭装置，针对便座便盖自动开闭装置设计，但由于其专用性，应用于所述的压电发电装置时，布置空间不足，且结构过于复杂，不利于所述压电发电装置的小型化轻量化。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的用于车轮俘能装置存在诸多问题而提供的一种用于车轮俘能装置的张开装置。
本发明提供的用于车轮俘能装置的张开装置包括有传动装置、压电发电装置、控制模块和电源，其中压电发电装置枢接在底座上，传动装置通过传动轴驱使压电发电装置进行转动，控制模块与传动装置中的电机连接并控制电机的工作，电源与控制模块连接为控制模块提供电力，压电发电装置的底座、传动装置、控制模块和电源均固定在轮毂上。
电源为锂电池。
传动装置由机体、电机、第一齿轮、第二齿轮、蜗杆和蜗轮组成，其中电机设在机体的凹槽内，第一齿轮固定在电机的输出轴上，电机通过输出轴带动第一齿轮进行转动，第二齿轮与第一齿轮相啮合，第一齿轮和第二齿轮设在定位架内，定位架通过定位销定位，并通过粘接方式固定在机体上，蜗杆的顶端固定在定位架上，蜗杆的下端枢接在机体的底板上，第二齿轮固定在蜗杆的上端轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合过程中带动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮连接并带动蜗轮转动，传动轴的一端与蜗轮连接，传动轴的另一端与压电发电装置相连接，蜗轮通过传动轴驱使压电发电装置进行转动。
电机为两相四线微型步进电机。
第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，第一齿轮和第二齿轮的副模数为0.3或0.5，当模数为0.3时，第一齿轮的齿数可为60，56，54，50或48，第二齿轮的齿数可为90，84，75，72，70；当模数为0.5时，第一齿轮的齿数可为36，32或30，第二齿轮的齿数可为60，56或54。第一齿轮和第二齿轮之间的传动比为1.46-2，且不为连续值，与以上第一第二齿数相对应。
蜗轮蜗杆模数为0.5，蜗杆为单头蜗杆，蜗轮齿数为28，传动比为28。
蜗杆的导程角小于蜗轮蜗杆的当量摩擦角，蜗轮蜗杆之间能够实现自锁。
压电发电装置采用ABS树脂材料制成。
压电发电装置为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进一步进行赘述。
本发明的工作原理：
本装置通过锂电池供电，通过stm32开发板的Wifi模块来实现对脉冲的周期的远程调制，从而控制步进电机的转速在一定的合理范围内，步进电机产生的动力经由第一齿轮、第二齿轮一级降速传动，动力传入蜗杆，再经蜗轮蜗杆二级降速传动传至压电发电装置的传动轴上，此时转速相比步进电机转速已经下降很多，实现压电发电装置由安装位置缓慢张开至径向的工作位置，同时利用蜗轮蜗杆的自锁特性实现了对压电发电装置的工作位置的固定，保证了在车轮运动过程中压电发电装置的位置稳定，从而保证了压电发电装置的可靠性，简化了张开装置的结构。另外由于使用蜗轮蜗杆锁止时无需耗费电能，解决了压电发电装置安装时影响装胎的问题。
本发明的有益效果：
利用蜗轮蜗杆的自锁特性实现了对压电发电装置的工作位置的固定，保证了在车轮运动过程中压电发电装置的位置稳定，从而保证了压电发电装置的可靠性，简化了张开装置的结构。另外由于使用蜗轮蜗杆锁止时无需耗费电能，解决了压电发电装置安装时影响装胎的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明所述传动装置爆炸结构示意图。
1、传动装置 2、压电发电装置 3、控制模块 4、电源 5、底座 6、传动轴 7、电机 8、轮毂 10、机体 11、第一齿轮 12、第二齿轮 13、蜗杆 14、蜗轮 15、凹槽 16、输出轴 17、定位架 18、定位销。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示：
本发明提供的用于车轮俘能装置的张开装置包括有传动装置1、压电发电装置2、控制模块3和电源4，其中压电发电装置2枢接在底座5上，传动装置1通过传动轴6驱使压电发电装置2进行转动，控制模块3与传动装置1中的电机7连接并控制电机7的工作，电源4与控制模块3连接为控制模块3提供电力，压电发电装置2的底座5、传动装置1、控制模块3和电源4均固定在轮毂8上。
电源4为锂电池。
传动装置1由机体10、电机7、第一齿轮11、第二齿轮12、蜗杆13和蜗轮14组成，其中电机7设在机体10的凹槽15内，第一齿轮11固定在电机7的输出轴16上，电机7通过输出轴16带动第一齿轮11进行转动，第二齿轮12与第一齿轮11相啮合，第一齿轮11和第二齿轮12设在定位架17内，定位架17通过定位销18定位，并粘接在机体10上，蜗杆13的顶端固定在定位架17上，第二齿轮12固定在蜗杆13的上端轴上，蜗杆13的下端枢接在机体10的底板上，第一齿轮11与第二齿轮12啮合过程中带动蜗杆13转动，蜗杆13与蜗轮14连接并带动蜗轮14转动，传动轴6的一端与蜗轮14连接，传动轴6的另一端与压电发电装置2相连接，蜗轮14通过传动轴6驱使压电发电装置2进行转动。
电机7为两相四线微型步进电机。
第一齿轮11的直径小于第二齿轮12的直径，第一齿轮11和第二齿轮12的副模数为0.3或0.5，若模数为0.3，第一齿轮11的齿数可为60，56，54，50或48，第二齿轮12的齿数可为90，84，75，72，70；若模数为0.5，第一齿轮11的齿数可为36，32或30，第二齿轮12的齿数可为60，56或54。第一齿轮11和第二齿轮12之间的传动比为1.46-2，且不为连续值，与以上第一第二齿数相对应。
蜗轮14蜗杆13模数为0.5，蜗杆13为单头蜗杆，蜗轮14齿数为28，传动比为28。
蜗杆13的导程角小于蜗轮14蜗杆13的当量摩擦角，蜗轮14蜗杆13之间能够实现自锁。
压电发电装置2采用ABS树脂材料制成。
压电发电装置2为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进一步进行赘述。
本发明的工作原理：
本装置通过锂电池供电，通过stm32开发板的Wifi模块来实现对脉冲的周期的远程调制，从而控制步进电机的转速在一定的合理范围内，步进电机产生的动力经由第一齿轮11、第二齿轮12一级降速传动，动力传入蜗杆13，再经蜗轮14蜗杆13二级降速传至压电发电装置2的传动轴6上，此时转速相比步进电机转速已经下降很多，实现压电发电装置2由安装位置缓慢张开至径向的工作位置，同时利用蜗轮14蜗杆13的自锁特性实现了对压电发电装置2的工作位置的固定，保证了在车轮运动过程中压电发电装置2的位置稳定，从而保证了压电发电装置2的可靠性，简化了张开装置的结构。另外由于使用蜗轮14蜗杆13锁止时无需耗费电能，解决了压电发电装置2安装时影响装胎的问题。

Claims (2)

1.一种用于车轮俘能装置的张开装置，包括有传动装置、压电发电装置、控制模块和电源，其中压电发电装置枢接在底座上，传动装置通过传动轴驱使压电发电装置进行转动，控制模块与传动装置中的电机连接并控制电机的工作，电源与控制模块连接为控制模块提供电力，压电发电装置的底座、传动装置、控制模块和电源均固定在轮毂上，其特征在于：所述的传动装置由机体、电机、第一齿轮、第二齿轮、蜗杆和蜗轮组成，其中电机设在机体的凹槽内，第一齿轮固定在电机的输出轴上，电机通过输出轴带动第一齿轮进行转动，第二齿轮与第一齿轮相啮合，第一齿轮和第二齿轮设在定位架内，定位架通过定位销定位，并粘接在机体上，蜗杆的顶端固定在定位架上，第二齿轮固定在蜗杆的上端轴上，蜗杆的下端枢接在机体的底板上，第一齿轮与第二齿轮啮合过程中带动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮连接并带动涡轮转动，传动轴的一端与蜗轮连接，传动轴的另一端与压电发电装置相连接，蜗轮通过传动轴驱使压电发电装置进行转动。
2.根据权利要求1所述的一种用于车轮俘能装置的张开装置，其特征在于：所述的蜗轮蜗杆模数为0.5，蜗杆为单头蜗杆，蜗轮齿数为28，传动比为28，蜗杆的导程角小于蜗轮蜗杆的当量摩擦角，蜗轮蜗杆之间能够实现自锁。
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