CN108644060B - 一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置及其方法，主要包括牵引杆机构、液压传动机构和能量转化机构。当牵引车进行转向时，牵引车和房车间会形成一个角度，连接杆会带动两个液压缸内的活塞运动，使缸内油液流经液压马达进行发电。当牵引车进行制动时，牵引车和房车间会出现一个速度差，产生相对运动，连接杆会带动液压缸内的活塞运动，使缸内油液流经液压马达进行发电。当牵引车非匀速行驶时，活塞在液压缸内不断运动，使油液来回流经液压马达，从而带动发电机旋转产生电能。通过对牵引车不同行驶工况进行能量回收，将产生的电能存储起来供房车使用，可节省电能消耗。
Description
技术领域
本发明属于拖挂式房车的能量回收领域，具体涉及一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置及其方法。
背景技术
如今，人们生活水平随着经济建设的发展不断得到提高，对生活质量的要求也在不断提高，不少人在出门游玩时，会选择自己驾车拖上房车享受自然乐趣。未来我国拖挂式房车将会得到很大的发展。拖挂式房车主要分为牵引车、牵引杆和房车三大部分，由于并不是一体式的，所以在牵引车转向时，牵引车和房车之间会产生相对运动，在牵引杆处形成一个折叠角；在牵引车制动时，牵引车和房车之间会出现速度差；在牵引车非匀速行驶时，牵引杆处会产生相对运动，这些行驶工况导致在牵引杆处产生一定的能量损失。可以利用牵引车和房车间的相对运动将这部分损失的能量进行转化并回收储存，给房车的娱乐、照明系统等提供电能，节省房车的电能消耗。
申请号为201610256996.1的基于液压变压器和泵/马达的半挂车液压制动能量再生装置，该发明通过调节液压变压器的控制角可以实现制动时泵/马达回收动能，将液压能储存在蓄能器中，供下次加速使用，但该发明没有涉及利用牵引杆进行转向能量回收，回收方式也与本发明不同。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置及其方法，当牵引车进行转向时，牵引车和房车间会形成一个角度，连接杆会带动两个液压缸内的活塞运动，使缸内油液流经液压马达进行发电；当牵引车进行制动时，牵引车和房车间会出现一个速度差，产生相对运动，连接杆会带动液压缸内的活塞运动，使缸内油液流经液压马达进行发电；当牵引车非匀速行驶时，活塞在液压缸内不断运动，使油液来回流经液压马达，从而带动发电机旋转产生电能；通过对牵引车不同行驶工况进行能量回收，将产生的电能存储起来供房车使用。本发明将牵引车和房车在牵引杆处因相对运动而损失的能量进行转化并回收利用，同时保证了牵引车和房车原有的行驶性能，回收后的能量可以给房车提供电能，能节省电能消耗。
本发明的技术方案是一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置，包括牵引杆机构、液压传动机构和能量转换机构；
所述牵引杆机构包括球销、连杆三、连杆一、活塞三、牵引杆基座和连杆二；所述活塞三安装在牵引杆基座内，所述球销安装在活塞三的活塞杆位于牵引杆基座外的一端，所述连杆三的一端固定在球销的连杆上，另一端分别与连杆一和连杆二的一端铰接；所述球销和牵引杆基座之间连接有与活塞三的活塞杆同轴的弹性部件；
所述液压传动机构包括液压缸一、活塞一、液压马达一、液压马达二、活塞二和液压缸二；所述液压缸一和液压缸二分别固定安装在牵引杆基座上；所述活塞一置于液压缸一中，活塞一的活塞杆与连杆一的另一端铰接；所述活塞二置于液压缸二中，活塞二的活塞杆与连杆二铰接；所述液压马达一的两端通过管道分别与液压缸一的上腔和下腔相通；所述液压马达二的两端通过管道分别与液压缸二的上腔和下腔相通；
所述能量转换机构分别与液压马达一和液压马达二连接。
上述方案中，所述能量转换机构包括发电机一、整流器、蓄电池和发电机二；
所述发电机一与液压马达一相连；所述发电机二与液压马达二相连；所述整流器的一端分别与发电机一和发电机二连接，另一端与蓄电池连接。
上述方案中，所述活塞三的活塞杆位于牵引杆基座外的一端设有球槽，所述球销安装在球槽内。
上述方案中，所述连杆三呈T字形，连杆三下端固定在球销的连杆上，上端分别与连杆一和连杆二的一端铰接。
上述方案中，所述球销通过连杆连接在牵引车后方。
上述方案中，所述牵引杆基座固定安装在房车上。
上述方案中，所述弹性部件为弹簧；所述弹簧套在活塞三的活塞杆上，且两端分别与球销和牵引杆基座固定连接。
一种根据所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置的能量回收方法，包括牵引车转向时的能量回收步骤；
所述牵引车转向时的能量回收具体为：牵引车进行转向时带动所述球销转动，所述连杆三在球销的作用下也随球销转动，所述连杆三分别通过连杆一和连杆二带动活塞一和活塞二运动，且所述活塞一与活塞二运动方向相反；所述液压缸一和液压缸二中的液体分别流经所述液压马达一和所述液压马达二，带动相啮合的发电机一和发电机二旋转发电，产生的电流经过所述整流器整流并存储到蓄电池中。
上述方案中，还包括牵引车制动时的能量回收步骤；
所述牵引车制动时的能量回收具体为：牵引车进行制动时，房车在所述弹性部件的作用下向前牵引车移动，带动牵引杆基座上的液压缸一和所述液压缸二向前移动，液压缸一和所述液压缸二内的液体分别流经液压马达一和液压马达二，带动相啮合的发电机一和发电机二旋转发电，产生的电流经过所述整流器整流并储存到蓄电池中。
上述方案中，还包括牵引车非匀速行驶时能量回收步骤；
所述牵引车非匀速行驶时能量回收具体为：牵引车非匀速行驶时带动所述球销运动，使所述活塞三在牵引杆基座中来回运动，使所述连杆三通过连杆一和连杆二分别带动活塞一活塞二运动，液压缸一内液体在活塞一的作用下来回流经液压马达一，使所述液压马达一带动发电机一旋转发电；所述液压缸二的液体在所述活塞二的作用下来回流经液压马达二，使所述液压马达二带动发电机二旋转发电；发电机一和发电机二产生的电流通过整流器整流并储存到蓄电池中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明可以进行转向能量回收，利用牵引车转向时，会与房车在牵引杆处形成一个角度，利用球销的来回转动进行能量转化并回收利用。
2.本发明可以进行制动能量回收，利用牵引车制动时，房车与牵引车间会出现相对运动，可在牵引杆处进行能量转化并回收利用。
3.本发明可以进行非匀速行驶时能量回收，利用牵引车非匀速行驶时出现的速度波动，牵引杆处的活塞会来回运动，可进行能量转换并回收利用。
4.本发明在球销和牵引杆基座之间设计了活塞和弹簧，可以起到缓冲和限位作用。
5.本发明将回收的能量储存在蓄电池中，供房车使用，能节省电能消耗。
附图说明
图1为本发明俯视图；
图2为本发明侧视图；
图3为转向能量回收示意图；
图4为制动能量回收示意图；
图5为非匀速行驶时能量回收示意图。
图中，1、球销，2、连杆三，3、连杆一，4、弹簧，5、活塞三，6、液压缸一，7、活塞一，8、发电机一，9、液压马达一，10、整流器，11、蓄电池，12、牵引杆基座，13、液压马达二，14、发电机二，15、活塞二，16、液压缸二，17、连杆二，18、牵引车，19、房车。
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，但本发明的保护范围并不限于此。
图1和图2所示为本发明所述拖挂式房车牵引杆能量回收装置的一种实施方式，所述拖挂式房车牵引杆能量回收装置包括牵引杆机构、液压传动机构和能量转换机构。
所述牵引杆机构包括球销1、连杆三2、连杆一3、活塞三5、牵引杆基座12和连杆二17；所述活塞三5安装在牵引杆基座12内，所述活塞三5的活塞杆位于牵引杆基座12外的一端设有球槽，所述球销1安装在球槽内。所述球销1的下端设有弯曲的连杆，球销1通过该连杆连接在牵引车18后方。所述连杆三2呈T字形，连杆三2下端固定在球销1的连杆上，上端分别与连杆一3和连杆二17的一端铰接。所述球销1和牵引杆基座12之间连接有与活塞三5的活塞杆同轴的弹性部件；所述弹性部件优选为弹簧4；所述弹簧4套在活塞三5的活塞杆上，且两端分别与球销1和牵引杆基座12固定连接。所述牵引杆基座12固定安装在房车19上。
所述液压传动机构包括液压缸一6、活塞一7、液压马达一9、液压马达二13、活塞二15和液压缸二16；所述液压缸一6和液压缸二16分别固定安装在牵引杆基座12上；所述活塞一7置于液压缸一6中，活塞一7的活塞杆与连杆一3的另一端铰接；所述活塞二15置于液压缸二16中，活塞二15的活塞杆与连杆二17铰接；所述液压马达一9的两端通过管道分别与液压缸一6的上腔和下腔相通；所述液压马达二13的两端通过管道分别与液压缸二16的上腔和下腔相通。
所述能量转换机构包括发电机一8、整流器10、蓄电池11和发电机二14；所述发电机一8与液压马达一9相连，当液压缸一6内的油液流经液压马达一9时，液压马达一9旋转，带动所述发电机一8旋转并发电；所述发电机二14与液压马达二13相连，当液压缸二16内的油液流经液压马达二13时，液压马达二13旋转，带动发电机二14旋转并发电；所述整流器10的一端分别与发电机一8和发电机二14连接，另一端与蓄电池11连接；所述整流器10将发电机一8和发电机二14产生的电流进行整流，并储存到所述蓄电池11中；所述蓄电池11可以给房车19供电。
所述牵引杆机构包括球销1、连杆三2、连杆一3、活塞三5、牵引杆基座12和连杆二17；所述球销1与活塞三5的活塞杆连接，球销1的下端与牵引车18连接；所述连杆三2呈T字形，其下端固定在球销1的连杆上，上端分别与连杆一3和连杆二17的一端铰接，所述连杆一3的另一端与
一种根据所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置的能量回收方法，包括牵引车转向时的能量回收步骤、牵引车制动时的能量回收步骤和牵引车非匀速行驶时能量回收步骤。
如图3所示为转向能量回收示意图，当牵引车18进行转向时，带动所述球销1转动，所述连杆三2在球销1的作用下也随之转动，所述连杆三2再带动连杆一3和连杆二17，所述连杆一3和连杆二17又分别带动活塞一7和活塞二15，在连杆三2、连杆一3和连杆二17的作用下，所述球销1的旋转运动被转化为活塞一7和所述活塞二15的直线运动，且此时所述活塞一7与活塞二15运动方向相反。所述液压缸一6和液压缸二16中的油液在所述活塞一7和活塞二15的作用下分别流经所述液压马达一9和所述液压马达二13，带动相啮合的发电机8一和发电机二14旋转发电，产生的电流经过所述整流器10整流并存储到蓄电池11中，完成能量回收。
当转向过程结束后，牵引车进行匀速转向运动时，牵引杆处的折叠角保持不变，此时能量回收装置不工作。当牵引车18进行回正时，转向时的工况会再次发生，可再次进行能量回收，并将回收的电能提供给房车19使用。
如图4所示为制动能量回收示意图，当牵引车进行制动时，由于时间迟滞，房车19与牵引车18之间有速度差，由于所述弹簧4的存在，房车19会向前牵引车18移动，带动牵引杆基座12上的液压缸一6和所述液压缸二16向前移动，两个液压缸内的油液分别流经所述液压马达一9和所述液压马达二13，带动相啮合的所述发电机一8和所述发电机二14旋转发电，产生的电流经过所述整流器10整流并储存到蓄电池11中，完成能量回收。同时液压缸内油液的运动和弹簧在房车19制动时可起到一定的缓冲作用。
如图5所示为非匀速行驶时能量回收示意图，通常情况下，牵引车18的行驶速度都不是匀速的，速度会不断出现波动，例如在城市工况中。当牵引车18非匀速行驶时，房车19的速度也会产生相应的波动，由于时间迟滞，牵引车18和房车19之间会不断出现速度差，从而在牵引杆处形成相对位移。牵引车18的加速或减速运动会带动所述球销1运动，使相连接的所述活塞三5在牵引杆基座12中运动。所述连杆三2也会随所述球销1运动，通过相连接的所述连杆一3和连杆二17带动两活塞运动。所述活塞一7在液压缸一6内来回运动，油液在活塞一7的作用下来回流经液压马达一9，使所述液压马达一9来回旋转，带动相啮合的发电机一8旋转发电。所述活塞二15在液压缸二16内来回运动，油液在所述活塞二15的作用下来回流经液压马达二13，使所述液压马达二13来回旋转，带动相啮合的发电机二14旋转发电。两个发电机产生的电流通过所述整流器10的作用储存在所述蓄电池11中，供房车19在需要时使用。当牵引车18在匀速行驶时，牵引车18与房车19之间没有速度差和相对运动，此时能量回收装置不工作。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种拖挂式房车牵引杆能量回收装置，其特征在于，包括牵引杆机构、液压传动机构和能量转换机构；
所述牵引杆机构包括球销(1)、连杆三(2)、连杆一(3)、活塞三(5)、牵引杆基座(12)和连杆二(17)；所述活塞三(5)安装在牵引杆基座(12)内，所述球销(1)安装在活塞三(5)的活塞杆位于牵引杆基座(12)外的一端设有的球槽内，所述连杆三(2)的一端固定在球销(1)的连杆上，另一端分别与连杆一(3)和连杆二(17)的一端铰接；所述球销(1)和牵引杆基座(12)之间连接有与活塞三(5)的活塞杆同轴的弹性部件；
所述液压传动机构包括液压缸一(6)、活塞一(7)、液压马达一(9)、液压马达二(13)、活塞二(15)和液压缸二(16)；所述液压缸一(6)和液压缸二(16)分别固定安装在牵引杆基座(12)上；所述活塞一(7)置于液压缸一(6)中，活塞一(7)的活塞杆与连杆一(3)的另一端铰接；所述活塞二(15)置于液压缸二(16)中，活塞二(15)的活塞杆与连杆二(17)铰接；所述液压马达一(9)的两端通过管道分别与液压缸一(6)的上腔和下腔相通；所述液压马达二(13)的两端通过管道分别与液压缸二(16)的上腔和下腔相通；
所述能量转换机构分别与液压马达一(9)和液压马达二(13)连接；所述能量转换机构包括发电机一(8)、整流器(10)、蓄电池(11)和发电机二(14)；所述发电机一(8)与液压马达一(9)相连；所述发电机二(14)与液压马达二(13)相连；所述整流器(10)的一端分别与发电机一(8)和发电机二(14)连接，另一端与蓄电池(11)连接。
2.根据权利要求1所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置，其特征在于，所述连杆三(2)呈T字形，连杆三(2)下端固定在球销(1)的连杆上，上端分别与连杆一(3)和连杆二(17)的一端铰接。
3.根据权利要求1或2所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置，其特征在于，所述球销(1)通过连杆连接在牵引车(18)后方。
4.根据权利要求1所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置，其特征在于，所述牵引杆基座(12)固定安装在房车(19)上。
5.根据权利要求1所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧(4)；所述弹簧(4)套在活塞三(5)的活塞杆上，且两端分别与球销(1)和牵引杆基座(12)固定连接。
6.一种根据权利要求1所述的拖挂式房车牵引杆能量回收装置的能量回收方法，其特征在于，包括牵引车转向时的能量回收步骤；
所述牵引车转向时的能量回收具体为：牵引车(18)进行转向时带动所述球销(1)转动，所述连杆三(2)在球销(1)的作用下也随球销(1)转动，所述连杆三(2)分别通过连杆一(3)和连杆二(17)带动活塞一(7)和活塞二(15)运动，且所述活塞一(7)与活塞二(15)运动方向相反；所述液压缸一(6)和液压缸二(16)中的液体分别流经所述液压马达一(9)和所述液压马达二(13)，带动相啮合的发电机(8)一和发电机二(14)旋转发电，产生的电流经过所述整流器(10)整流并存储到蓄电池(11)中；
还包括牵引车制动时的能量回收步骤；
所述牵引车制动时的能量回收具体为：牵引车(18)进行制动时，房车(19)在所述弹性部件的作用下向前牵引车(18)移动，带动牵引杆基座(12)上的液压缸一(6)和所述液压缸二(16)向前移动，液压缸一(6)和所述液压缸二(16)内的液体分别流经液压马达一(9)和液压马达二(13)，带动相啮合的发电机一(8)和发电机二(14)旋转发电，产生的电流经过所述整流器(10)整流并储存到蓄电池(11)中；
还包括牵引车非匀速行驶时能量回收步骤；
所述牵引车非匀速行驶时能量回收具体为：牵引车(18)非匀速行驶时带动所述球销(1)运动，使所述活塞三(5)在牵引杆基座(12)中来回运动，使所述连杆三(2)通过连杆一(3)和连杆二(17)分别带动活塞一(7)活塞二(15)运动，液压缸一(6)内液体在活塞一(7)的作用下来回流经液压马达一(9)，使所述液压马达一(9)带动发电机一(8)旋转发电；所述液压缸二(16)的液体在所述活塞二(15)的作用下来回流经液压马达二(13)，使所述液压马达二(13)带动发电机二(14)旋转发电；发电机一(8)和发电机二(14)产生的电流通过整流器(10)整流并储存到蓄电池(11)中。
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Granted publication date: 20191001 Termination date: 20200314 |
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