CN106949027B - 基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置 - Google Patents

基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用汽车动能发电的方法，属于汽车领域。一种基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：在车底板下方设置有利用汽车震动进行发电的共振发电系统，所述共振发电系统包括发电机，发电机连接有增速器，通过由杠杆组合带动的齿条齿轮装置驱动，所述杠杆组合包括位于所述共振发电系统的前方车轴处的前杠杆组合和后方车轴处的后杠杆组合，所述杠杆组合的杠杆分别以前方车轴或后方车轴作为杠杆支点,两组杠杆组合及带动的齿条齿轮装置设置在同一个共振的中空重物托板上，且对中空重物托板竖直方向的作用力是同向的。本发明充分利用小型车的底部空间，采用双轴杠杆驱动的方式，降低成本，便于安装。

Description

基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置
技术领域
本发明涉及汽车动能发电的方法，尤其涉及基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置。
背景技术
关于利用汽车行驶时车身振动的垂直方向所产生的动能的回收利用，中国专利申请号为201610496171.7的《基于杠杆原理的电动汽车共振发电优化方法和结构》，提出了具有垂直弹性系统的中空重物托板上的动能发电装置，动能发电装置包括发电机和增速器，以及在发电机中心轴上设置的内套有单向轴承的齿轮，所述齿轮单侧啮合有直齿条，所述中空重物托板与簧上车身具有相同的固有频率，所述直齿条被杠杆阻力端带动，杠杆的支点设置在车轴上，杠杆动力端连接簧上车身，承接簧上车身的振动力，杠杆阻力端带动直齿条沿垂直固定在振动导向框架上的滑轨上下移动，克服发电机转矩阻力；在簧上车身的压缩及反弹行程中，杠杆通过直齿条，驱动直齿条所啮合的齿轮，使发电机中心轴转动，并与中空重物托板在车身振动时的共振的作用力进行叠加，使发电机发电。提出了利用杠杆承接电动汽车的垂直振动，以及配合能够和汽车振动实现频率共振的动能发电装置，使动能发电装置通过杠杆吸收车身振动的动能发生共振并进行发电，转化为可以利用的电能，从而减少燃油消耗及尾气排放，使汽车的能源消耗得到巨大的降低。
但是该申请的方案中，杠杆组合和动能发电装置是一一对应的，由于杠杆组合设置在车轴处，对于小型车来说，车轴之间的距离短，空间并不是很大，因此实际使用时会碰到安装空间小，安装不便，以及两套发电装置成本高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，解决在小型车上无法安装现有设备，以及有限空间内安装不方便的问题。
技术方案
一种基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：在车底板下方设置有利用汽车震动进行发电的共振发电系统，所述共振发电系统包括发电机，发电机连接有增速器，通过由杠杆组合带动的齿条齿轮装置驱动，所述杠杆组合包括位于所述共振发电系统的前方车轴处的前杠杆组合和后方车轴处的后杠杆组合，所述杠杆组合的杠杆分别以前方车轴或后方车轴作为杠杆支点,两组杠杆组合及带动的齿条齿轮装置设置在同一个共振的中空重物托板上，且对中空重物托板竖直方向的作用力是同向的。
进一步，所述中空重物托板通过悬吊拉簧吊装在车底板的受力横梁上，通过直线轴承套装在光轴上，光轴垂直固定在振动导向框架上。
进一步，所述振动导向框架固定在车底板处且在车底板下方。
所述杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆能够绕支点转动，杠杆动力端与车底板之间固定连接，不能侧向移动。
进一步，所述振动导向框架悬吊在车底板下方，通过框架平衡机构调整振动导向框架保持动态水平。
所述框架平衡机构采用相互垂直、彼此间固定连接的两个转轴套筒，两个转轴套筒的转轴分别为左右转轴和前后转轴，转轴套筒通过两端的转动轴承套装在转轴上，两个转轴套筒的转轴分别为左右转轴和前后转轴，其中一个转轴连接车底板，另一个转轴连接振动导向框架上部中间区域，利用包括振动导向框架和中空重物托板及设置在中空重物托板上的动能发电装置的重力，使振动导向框架在行驶中车身左右侧倾或前后倾时能保持动态水平状态。
所述杠杆组合的杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆绕支点转动，杠杆动力端与车底板之间能侧向移动。
所述杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动采用在车轴上设置有杠杆支撑座，在杠杆支撑座上与车轴平行设置有侧向移动滑轨，侧向移动滑轨上对应设置支点安装滑块，杠杆的支点设置在所述支点安装滑块上。
进一步，杠杆动力端与车底板之间能够侧向移动采用滑动连接机构连接杠杆动力端与车底板，所述滑动连接机构的滑轨和滑块分别连接车底板和杠杆动力端。
进一步，杠杆能够绕支点转动采用在车轴上的杠杆支点支承座上固定有杠杆支点环，杠杆支点环内设置滚动轴承，杠杆从所述滚动轴承中心穿过，通过杠杆定位旋转件与滚动轴承内圈固定，并与滚动轴承内圈相配合且与滚动轴承内圈一起转动，所述杠杆定位旋转件为嵌套固定在所述滚动轴承内圈内的圆柱体固定件，杠杆从杠杆定位旋转件中心穿过，穿过部分的杠杆侧面设置有定位销，所述定位销固定连接杠杆和杠杆定位旋转件。
有益效果
本发明的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置利用设置在前方车轴和后方车轴处的两套杠杆组合驱动连接的齿轮齿条装置和增速器，共同作用在一个中空重物托板和振动导向框架上，本技术方案充分利用小型车的底部空间，采用双轴杠杆驱动的方式，在有限的空间内最大限度地实现共振动能的转化，降低成本，便于安装。
附图说明
图1为本发明结构立体示意图。
图2为本发明中发电机处的放大示意图。
图3为本发明中框架平衡机构放大示意图。
图4为本发明中一根费力杠杆的放大示意图。
其中：1-车底板的受力横梁，2-发电机，3-增速器，4-齿条齿轮装置，5-前方车轴，6-前杠杆组合，7-后方车轴，8-后杠杆组合，9-中空重物托板，10-悬吊拉簧，11-光轴，12-振动导向框架，13-框架平衡机构，14-左右转轴套筒，15-前后转轴套筒，16-左右转轴，17-杠杆支撑座，18-侧向移动滑轨，19-支点安装滑块，20-杠杆支点环，21-滚动轴承，22-杠杆定位旋转件，23-定位销，24-费力杠杆，25-省力杠杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
对于小型车来说，本申请人提出一种基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，在车底板的受力横梁1下方设置有利用汽车震动进行发电的共振发电系统，所述共振发电系统包括发电机2，发电机2连接有增速器3，通过由杠杆组合带动的齿条齿轮装置4驱动，所述杠杆组合包括位于所述共振发电系统的前方车轴处的前杠杆组合6和后方车轴处的后杠杆组合8，所述杠杆组合的杠杆以前方车轴5或后方车轴7作为杠杆支点，所述发电机2设置为两个，每个发电机2均连接一个增速器3、一个杠杆组合和带动的齿条齿轮装置，两个发电机及连接的装置均设置在一个中空重物托板9和振动导向框架12上。
如附图1结构示意图中所示意。两个发电机相对设置,中间断开,相对独立,两套共振发电系统共用一个共振的中空重物托板9和振动导向框架12,杠杆组合和带动的齿条齿轮装置对中空重物托板9在竖直方向上的作用力是相同方向的,但是发电机2分别输出。附图2为发电机处的放大示意图。
所述中空重物托板9通过悬吊拉簧10吊装在车底板的受力横梁1上，通过直线轴承套装在光轴11上，光轴11垂直固定在振动导向框架12上。
振动导向框架12可以固定在车底板处且在车底板下方，也可以悬吊在车底板下方。悬吊在车底板下方的振动导向框架12，通过框架平衡机构13调整振动导向框架保持动态水平，在车身左右侧倾或前后倾时减轻振动导向框架12的光轴11上的摩擦热能损失。
所述框架平衡机构13采用相互垂直、彼此间固定连接的两个转轴套筒，两个转轴套筒分别为左右转轴套筒14和前后转轴套筒15，转轴套筒通过两端的转动轴承套装在转轴上，其中一个转轴套筒的转轴穿过两端的转动轴承连接车底板，另一个转轴套筒的转轴穿过两端的转动轴承连接振动导向框架上部中间区域，利用包括振动导向框架12和中空重物托板9及设置在中空重物托板9上的动能发电装置的重力，使振动导向框架12在汽车行驶中车身左右侧倾或前后倾时能保持动态水平状态。附图3为框架平衡机构13放大示意图。
所述杠杆组合包括两根费力杠杆24和一根省力杠杆25，杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆绕支点能够转动，杠杆动力端与车底板之间能侧向移动。
所述杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动采用在车轴上设置有杠杆支撑座17，在杠杆支撑座17上与车轴平行设置有侧向移动滑轨18，侧向移动滑轨18上对应设置支点安装滑块19，杠杆的支点设置在所述支点安装滑块19上。如附图4的一根费力杠杆的放大示意图。
杠杆动力端与车底板之间能够侧向移动采用滑动连接机构连接杠杆动力端与车底板。
杠杆能够绕支点转动采用在车轴上的杠杆支点支承座上固定有杠杆支点环20，杠杆支点环20内设置滚动轴承21，杠杆从所述滚动轴承21中心穿过，通过杠杆定位旋转件22与滚动轴承内圈固定，并与滚动轴承21内圈相配合且与滚动轴承21内圈一起转动。
所述杠杆定位旋转件22为嵌套固定在所述滚动轴承21内圈内的圆柱体固定件，杠杆从杠杆定位旋转件22中心穿过，穿过部分的杠杆侧面设置有定位销23，所述定位销23固定连接杠杆和杠杆定位旋转件22。
振动导向框架12固定在车底板处且在车底板下方时，杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆能够绕支点转动，杠杆动力端与车底板之间固定连接，不能侧向移动。
整体结构中，在所述振动导向框架12的上下横梁之间设置有竖直方向的滑轨，滑轨上安装有滑块，所述直齿条固定在滑块上。直齿条通过滑块滑轨结构，除了能够将振动力作用于发电机中心轴上外，也避免了使振动导向框架受到杠杆的作用力。杠杆包括两根费力杠杆24和一根省力杠杆25，通过分别带动不同的直齿条，驱动直齿条所啮合的不同的齿轮，使发电机中心轴同向连续转动。
本发明的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置利用设置在前方车轴和后方车轴处的两套杠杆组合驱动连接的齿轮齿条装置和增速器，以及两个发电机均设置在同一个中空重物托板和振动导向框架上，本技术方案充分利用小型车的底部空间，采用基于双轴的两组杠杆驱动的方式，在有限的空间内最大限度地实现共振动能的转化，降低成本，便于安装。

Claims (7)

1.一种基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：在车底板下方设置有利用汽车震动进行发电的共振发电系统，所述共振发电系统包括发电机，发电机连接有增速器，通过由杠杆组合带动的齿条齿轮装置驱动，所述杠杆组合包括位于所述共振发电系统的前方车轴处的前杠杆组合和后方车轴处的后杠杆组合，所述杠杆组合的杠杆分别以前方车轴或后方车轴作为杠杆支点,两组杠杆组合及带动的齿条齿轮装置设置在同一个共振的中空重物托板上，且对中空重物托板竖直方向的作用力是同向的；所述中空重物托板通过悬吊拉簧吊装在车底板的受力横梁上，中空重物托板通过直线轴承套装在光轴上，光轴垂直固定在振动导向框架上，所述振动导向框架悬吊在车底板下方，通过框架平衡机构调整振动导向框架保持动态水平；
所述框架平衡机构采用相互垂直、彼此间固定连接的两个转轴套筒，两个转轴套筒的转轴分别为左右转轴和前后转轴，转轴套筒通过两端的转动轴承套装在转轴上，两个转轴套筒的转轴分别为左右转轴和前后转轴，其中一个转轴连接车底板，另一个转轴连接振动导向框架上部中间区域，利用包括振动导向框架和中空重物托板及设置在中空重物托板上的动能发电装置的重力，使振动导向框架在行驶中车身发生左右侧倾或前后倾时能保持动态水平状态。
2.如权利要求1所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：所述振动导向框架固定在车底板处且在车底板下方。
3.如权利要求2所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：所述杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆能够绕支点转动，杠杆动力端与车底板之间固定连接，不能侧向移动。
4.如权利要求1所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：所述杠杆组合的杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动，杠杆能够绕支点转动，杠杆动力端与车底板之间能侧向移动。
5.如权利要求3或4所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：所述杠杆的支点与车轴之间能够侧向移动采用在车轴上设置有杠杆支撑座，在杠杆支撑座上设置有与车轴平行的侧向移动滑轨，侧向移动滑轨上对应设置支点安装滑块，杠杆的支点设置在所述支点安装滑块上。
6.如权利要求4所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：所述杠杆动力端与车底板之间能够侧向移动采用滑动连接机构连接杠杆动力端与车底板，所述滑动连接机构的滑轨和滑块分别连接车底板和杠杆动力端。
7.如权利要求3或4所述的基于电动汽车共振发电的双轴杠杆驱动装置，其特征在于：杠杆能够绕支点转动采用在车轴上的杠杆支点支承座上固定有杠杆支点环，杠杆支点环内设置滚动轴承，杠杆从所述滚动轴承中心穿过，通过杠杆定位旋转件与滚动轴承内圈固定，并与滚动轴承内圈相配合且与滚动轴承内圈一起转动，所述杠杆定位旋转件为嵌套固定在所述滚动轴承内圈内的圆柱体固定件，杠杆从杠杆定位旋转件中心穿过，穿过部分的杠杆侧面设置有定位销，所述定位销固定连接杠杆和杠杆定位旋转件。
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