CN108058559B - 一种双圆柱式馈能减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双圆柱式馈能减震器，属于机械运动转换技术领域。它能有效的解决竖直垂直运动转换为圆周运动的问题。发电机位于下筒下盖上的圆筒内部，通过环形盖固定，发电机轴朝上放置，电机轴上固定有左旋斜齿轮；推力轴承与下筒上盖与下筒中部隔板的轴承孔过盈配合，从动轴与推力轴承过盈配合，从动轴的下端固定有单向轴承，单向轴承外壁与右旋斜齿轮内壁过盈配合，右旋斜齿轮均与左旋齿轮啮合；传动圆柱分别固定在两个传动轴中部；主动轴固定在上筒上端中部，主动轴穿过下筒上盖与倒“T”型联轴器上部固接，倒“T”型联轴器两端固定有短轴，圆筒型滚子通过轴承设置在短轴上，分别与传动圆柱配合。主要用于车辆减震部件。

Description

一种双圆柱式馈能减震器
技术领域
本发明属于机械运动转换技术领域。
背景技术
随着石油资源的日益枯竭，对各种新能源的利用以及机械能的采集越来越受到社会各界的关注。其中，电动汽车的发展尤其受到政府以及各个汽车工业的重视，然而制约其发展的最大因素便是续航里程过短。因此，回收电动汽车上的机械能对于电动汽车的很有意义。目前电动汽车上回收机械能的方式主要为制动能量回收与振动能量回收。制动能量回收的效率不高，很大部分能量以热能的形式耗散掉了；汽车的振动能量十分可观，可以将其回收并储存到超级电容中为电池供电。目前振动能量采集发电主要有电磁式，压电式和静电式。电磁式相对于其他两种优势很多，成本更低，效率更高，寿命更长。电磁式振动能量采集也可分为直线切割磁感应线与转换为电机的转动切割磁感线。对于回收汽车的振动能量，考虑到回收电能的稳定性与持久性，选择发电机作为产电装置更为理想。
据检索，目前已有相关的汽车振动能量回收装置，如专利号201621213239.8名称为“一种汽车振动能量回收装置”的中国专利，通过在磁铁放置壳内安装环形磁铁，在绕线杆上绕接铜线，汽车振动时，带动活动杆上下活动，铜线产生电流，存储在汽车电池内，并采用液压减震原理减轻汽车震动。但此装置还存在一些问题，首先液压装置存在漏油的风险，同时本装置电磁发电效率过低。
又如专利号201621065114.5名称为“一种主动避震发电装置”的中国专利，通过齿轮齿条、蜗轮蜗杆与发电机回收振动能量，一方面齿轮齿条传动易发生轮齿折断，同时啮和间隙较大，精度低，会降低车辆乘坐舒适性；另一方面因蜗轮蜗杆传动比过低，因此整个装置的传动效率较低，发电机的转速较慢，发电量少。
鉴于以上情况，有必要研发一种结构简单、发电效率高、稳定性高、舒适性好的馈能减震器。
发明内容
本发明的目的是提供一种双圆柱式馈能减震器，它能有效地解决垂直运动转换为圆周运动的问题，同时不会降低乘坐舒适性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双圆柱式馈能减震器，包括上套筒，下套筒，运动转换机构与发电机，上套筒内壁与下套筒外壁间隙配合，主动轴的上端与上套筒封闭端顶部固定，下端与倒“T”型联轴器上部固接，倒“T”型联轴器下部的两侧对称设有短轴，圆筒形滚子通过轴承与短轴的自由端连接且分别位于第一传动圆柱、第二传动圆柱的螺旋凹槽中；第一从动轴和第二从动轴均为形状相同的阶梯轴结构，它们的中段分别固定有第一传动圆柱和第二传动圆柱，它们朝上的轴端均与推力轴承的内圈过盈配合，两个位于上端的推力轴承外圈与下套筒上盖的轴承孔过盈配合，位于第一传动圆柱下端的第一从动轴和第二传动圆柱下端的第二从动轴的中部分别通过推力轴承外圈与下套筒中部隔板的轴承孔过盈配合，中部隔板通过螺栓螺母固定在下套筒内部的挡肩上，第一从动轴和第二从动轴朝下的轴端均设有单向轴承，单向轴承的外圈与右旋斜齿轮内壁过盈配合，两个右旋斜齿轮均与左旋齿轮啮合；发电机位于下盖的圆筒内部，发电机轴朝上并穿过环形盖，发电机轴与左旋齿轮通过平键连接。
所述第一传动圆柱与第二传动圆柱上的螺旋凹槽方向相反。
所述两个单向轴承的方向相反设置。
本发明通过主动轴、滚子与带有凹槽的传动圆柱的使用，可以将上套筒相对于下套筒间的上下竖直位移转换为传动圆柱两个方向相反的旋转运动；同时利用单向轴承具有在一个方向上可以自由转动，在另一个方向上锁死的特点，以及斜齿轮的运用，可以将传动圆柱两个相反方向的转动转换为发电机轴的单向旋转运动，从而可以实现发电机轴始终朝着一个方向旋转，替代了传统发电机双向旋转发电的情况，提高了发电效率并延长了发电机的寿命。传动圆柱与滚子组成的机构传动效率高，结构简单，不会影响乘坐的舒适性。
本发明的工作过程和原理：
当上套筒和下套筒相向运动时，固定于上套筒的主动轴会通过倒“T”型联轴器带动滚子向下运动，两个滚子分别与第一传动圆柱、第二传动圆柱凹槽的下内壁贴合，从而驱动带有左旋凹槽的第一传动圆柱顺时针转动，驱动带有右旋凹槽的第二传动圆柱逆时针转动，所以第一传动轴顺时针转动，第二传动轴逆时针转动；因为有单向轴承的作用，第一传动轴可以驱动其下端的右旋斜齿轮顺时针转动，而第二传动轴无法驱动其下端的右旋斜齿轮逆时针转动，所以第一驱动轴上的右旋斜齿轮驱动发电机轴上的左旋斜齿轮逆时针转动，发电机开始发电，输出电能。
当上套筒和下套筒反向运动时，固定于上套筒的主动轴会通过倒“T”型联轴器带动滚子向上运动，两个滚子分别与第一传动圆柱、第二传动圆柱凹槽的上内壁贴合，从而驱动带有左旋凹槽的第一传动圆柱逆时针转动，驱动带有右旋凹槽的第二传动圆柱顺时针转动，所以第一传动轴逆时针转动，第二传动轴顺时针转动；因为有单向轴承的作用，第二传动轴可以驱动其下端的右旋斜齿轮顺时针转动，而第一传动轴无法驱动其下端的右旋斜齿轮逆时针转动，所以第二驱动轴上的右旋斜齿轮驱动发电机轴上的左旋斜齿轮逆时针转动，发电机继续发电，输出电能。
附图说明
图1为本发明的整体剖视图
图2为本发明的内部机构外观图
图3为本发明的整体外观图
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说明。
一种双圆柱式馈能减震器，包括上套筒1，下套筒16，运动转换机构与发电机13，上套筒1内壁与下套筒16外壁间隙配合，主动轴2的上端与上套筒1封闭端顶部固定，下端与倒“T”型联轴器3上部固接，倒“T”型联轴器3下部的两侧对称设有短轴7，圆筒形滚子8通过轴承与短轴7的自由端连接且分别位于第一传动圆柱9、第二传动圆柱10的螺旋凹槽中；第一从动轴6和第二从动轴5均为形状相同的阶梯轴结构，它们的中段分别固定有第一传动圆柱9和第二传动圆柱10，它们朝上的轴端均与推力轴承4的内圈过盈配合，两个位于上端的推力轴承4外圈与下套筒上盖15的轴承孔过盈配合，位于第一传动圆柱9下端的第一从动轴6和第二传动圆柱10下端的第二从动轴5的中部分别通过推力轴承4外圈与下套筒16中部隔板20的轴承孔过盈配合，中部隔板20通过螺栓螺母固定在下套筒16内部的挡肩上，第一从动轴6和第二从动轴5朝下的轴端均设有单向轴承18，单向轴承18的外圈与右旋斜齿轮11内壁过盈配合，两个右旋斜齿轮11均与左旋齿轮12啮合；发电机13位于下盖17的圆筒内部，发电机轴19朝上并穿过环形盖14，发电机轴19与左旋齿轮12通过平键连接。
所述第一传动圆柱9与第二传动圆柱10上的螺旋凹槽方向相反。
所述两个单向轴承18的方向相反设置。
本发明通过主动轴2、滚子8与带有凹槽的传动圆柱的使用，可以将上套筒1相对于下套筒16间的上下竖直位移转换为第一传动圆柱9、第二传动圆柱10两个方向相反的旋转运动；同时利用单向轴承18具有在一个方向上可以自由转动，在另一个方向上锁死的特点，以及斜齿轮的运用，可以将传动圆柱两个相反方向的转动转换为发电机轴19的单向旋转运动，从而可以实现发电机轴19始终朝着一个方向旋转，替代了传统发电机双向旋转发电的情况，提高了发电效率并延长了发电机13的寿命。传动圆柱与滚子8组成的机构传动效率高，结构简单，不会影响乘坐的舒适性。
本发明的工作过程和原理：
当上套筒1和下套筒16相向运动时，固定于上套筒1的主动轴2会通过倒“T”型联轴器3带动滚子8向下运动，两个滚子8分别与第一传动圆柱9、第二传动圆柱10凹槽的下内壁贴合，从而驱动带有左旋凹槽的第一传动圆柱9顺时针转动，驱动带有右旋凹槽的第二传动圆柱10逆时针转动，所以第一传动轴6顺时针转动，第二传动轴5逆时针转动；因为有单向轴承18的作用，第一传动轴6可以驱动其下端的右旋斜齿轮11顺时针转动，而第二传动轴5无法驱动其下端的右旋斜齿轮11逆时针转动，所以第一驱动轴6上的右旋斜齿轮11驱动发电机轴19上的左旋斜齿轮12逆时针转动，发电机13开始发电，输出电能。
当上套筒1和下套筒16反向运动时，固定于上套筒1的主动轴2会通过倒“T”型联轴器3带动滚子8向上运动，两个滚子8分别与第一传动圆柱9、第二传动圆柱10凹槽的上内壁贴合，从而驱动带有左旋凹槽的第一传动圆柱9逆时针转动，驱动带有右旋凹槽的第二传动圆柱10顺时针转动，所以第一传动轴6逆时针转动，第二传动轴5顺时针转动；因为有单向轴承18的作用，第二传动轴5可以驱动其下端的右旋斜齿轮11顺时针转动，而第一传动轴6无法驱动其下端的右旋斜齿轮11逆时针转动，所以第二驱动轴5上的右旋斜齿轮11驱动发电机轴19上的左旋斜齿轮12逆时针转动，发电机13继续发电，输出电能。

Claims (1)

1.一种双圆柱式馈能减震器，包括上套筒(1)，下套筒(16)，运动转换机构与发电机(13)，上套筒(1)内壁与下套筒(16)外壁间隙配合，其特征在于：主动轴(2)的上端与上套筒(1)封闭端顶部固定，下端与倒“T”型联轴器(3)上部固接，倒“T”型联轴器(3)下部的两侧对称设有短轴(7)，圆筒形滚子(8)通过轴承与短轴(7)的自由端连接且分别位于第一传动圆柱(9)、第二传动圆柱(10)的螺旋凹槽中；第一从动轴(6)和第二从动轴(5)均为形状相同的阶梯轴结构，第一从动轴(6)和第二从动轴(5)的中段分别固定有第一传动圆柱(9)和第二传动圆柱(10)，第一从动轴(6)和第二从动轴(5)朝上的轴端均与推力轴承(4)的内圈过盈配合，两个位于上端的推力轴承(4)外圈与下套筒上盖(15)的轴承孔过盈配合，位于第一传动圆柱(9)下端的第一从动轴(6)和第二传动圆柱(10)下端的第二从动轴(5)的中部分别通过推力轴承(4)外圈与下套筒(16)中部隔板(20)的轴承孔过盈配合，中部隔板(20)通过螺栓螺母固定在下套筒(16)内部的挡肩上，第一从动轴(6)和第二从动轴(5)朝下的轴端均设有单向轴承(18)，单向轴承(18)的外圈与右旋斜齿轮(11)内壁过盈配合，两个右旋斜齿轮(11)均与左旋斜齿轮(12)啮合；发电机(13)位于下盖(17)的圆筒内部，发电机轴(19)朝上并穿过环形盖(14)，发电机轴(19)与左旋斜齿轮(12)通过平键连接；第一传动圆柱(9)与第二传动圆柱(10)上的螺旋凹槽方向相反；两个单向轴承(18)的方向相反设置；
当上套筒(1)和下套筒(16)相向运动时，固定于上套筒(1)的主动轴(2)会通过倒“T”型联轴器(3)带动圆筒形滚子(8)向下运动，两个圆筒形滚子(8)分别与第一传动圆柱(9)、第二传动圆柱(10) 螺旋凹槽的下内壁贴合，从而驱动带有左向螺旋凹槽的第一传动圆柱(9)顺时针转动，驱动带有右向螺旋凹槽的第二传动圆柱(10)逆时针转动，所以第一从动轴(6)顺时针转动，第二从动轴(5)逆时针转动；因为有单向轴承(18)的作用，第一从动轴(6)能够驱动其下端的右旋斜齿轮(11)顺时针转动，而第二从动轴(5)无法驱动其下端的右旋斜齿轮(11)逆时针转动，所以第一从动轴(6)上的右旋斜齿轮(11)驱动发电机轴(19)上的左旋斜齿轮(12)逆时针转动，发电机(13)开始发电，输出电能；
当上套筒(1)和下套筒(16)反向运动时，固定于上套筒(1)的主动轴(2)会通过倒“T”型联轴器(3)带动圆筒形滚子(8)向上运动，两个圆筒形滚子(8)分别与第一传动圆柱(9)、第二传动圆柱(10) 螺旋凹槽的上内壁贴合，从而驱动带有左向螺旋凹槽的第一传动圆柱(9)逆时针转动，驱动带有右向螺旋凹槽的第二传动圆柱(10)顺时针转动，所以第一从动轴(6)逆时针转动，第二从动轴(5)顺时针转动；因为有单向轴承(18)的作用，第二从动轴(5)能够驱动其下端的右旋斜齿轮(11)顺时针转动，而第一从动轴(6)无法驱动其下端的右旋斜齿轮(11)逆时针转动，所以第二从动轴(5)上的右旋斜齿轮(11)驱动发电机轴(19)上的左旋斜齿轮(12)逆时针转动，发电机(13)继续发电，输出电能。
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