CN108730393A - 一种双连杆式馈能减震器 - Google Patents

Abstract

一种双连杆式馈能减震器，上套筒滑动地套装在下套筒上，上、下固定环分别固定在上、下套筒内，单向轴承一安装在上固定环与上圆盘上的圆筒之间，单向轴承三安装在下圆盘的圆筒与下固定环之间，位于下圆筒内的发电机的轴经联轴器连接传动轴，传动轴上端穿出下圆盘后与花键空心杆键连接，单向轴承二外圈固定在上圆盘中心通孔上，内圈经花键环与花键空心杆相固定；单向轴承器四安装在传动轴与下圆盘中心通孔之间。上、下圆盘间倾斜地铰接有两根连杆。竖向轴承一、二、三、四的转动方向相同。接受外来振动能量后，上套筒上行或下行时，都能驱使发电机沿同一方向转动。本减震器具有减振性能好、发电效率高、体积小、结构简单等特点。

Description

一种双连杆式馈能减震器

技术领域

本发明属于机动车用减震装置，具体涉及将车辆行驶过程产生震动能量转变为电能的馈能式减震器。

背景技术

汽车在行驶过程中，车轮受到路面不平度的激励，造成汽车的簧下质量和簧上质量之间产生相对运动，虽然汽车悬架的弹性元件会缓冲冲击载荷，但是振动却一直存在，需要悬架中的减振器来衰减振动。传统减振器通过把振动的机械能转化为热能耗散到大气中来实现其减振功能，因此传统减振器的设计本质是将振动机械能转化为热能耗散掉，不仅将能量白白浪费掉，而且产生的热量也影响了减振器的使用寿命。在节能减排和环保为当今社会的主题下，许多汽车企业制定节能与环保的发展方针，而传统减振器的设计本质跟节能与环保的发展方针相违背。相反，馈能减振器不仅具有减振功能，还能回收原来被传统减振器以热能耗散掉的那部分能量，所以馈能减振器一定是未来减振器的发展方向。

据检索，目前已有将汽车振动能量回收的馈能减震器，如申请号为200920271818.1的中国专利申请公开了一种有发电功能的汽车减震器，其包括气缸、活塞杆和减震弹簧，减震弹簧位于气缸和活塞杆外；活塞杆中空，其内部底面上围绕中心轴固定有长条形永久磁铁，内壁上缠绕固定有导线；气缸的内壁固定有圆筒形永久磁铁，底部固定有永久磁铁，圆筒形永久磁铁的内壁上缠绕固定有导线；两导线的正、负极之间串联后，总的正、负极由导线与汽车蓄电池相连接，将汽车车架和车轮的往复震动，转化为永久磁铁和线圈绕组之间的相对运动，从而进行发电。

又如专利号为201510558121.2名称为“一种汽车馈能式减震器”的中国专利，申请公开了一种有发电功能的汽车减震器，其包括工作缸、一组超越离合器和发电机，工作圆板与下工作缸的上端面固定，工作圆板的上端面设有轴承座；齿轮轴的两端通过双列角接触球轴承固定在轴承座上，超越离合器一和超越离合器二的内圈通过键配合并列连接在齿轮轴的左侧，齿轮一和齿轮二分别与位于在齿轮轴两侧的齿条一和齿条二啮合，齿轮轴的右侧设有与圆锥齿轮二相啮合的圆锥齿轮一；圆锥齿轮二通过键配合与发电机输入轴连接，发电机通过螺钉与工作圆板的下端面固定。主要用于电动汽车的电能补充。

上述两种对汽车减震式发电装置的技术方案中，第一种技术方案的磁铁和线圈绕组之间的阻尼力比较小，该减震器难以满足汽车所需的减震性能；对于第二种技术方案，其减震器整体体积较大，难以替换现今的汽车传统减震器使用，故可安装性较差。

鉴于上述状况，研发一种结构简单、减震性能好、发电效率高、体积较小、普遍适用的汽车馈能减震器是本发明的目的。该减震器能够将汽车悬架震动时的机械能转化为电能，给汽车的充电电池进行充电，提高电动汽车的续航能力，以及对能源的利用效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种体积小、结构简单、发电效率高的一种双连杆式馈能减震器，旨在将机动车行驶产生的振动能量转换为电能对外输出。

本发明的目的是这样实现的：一种双连杆式馈能减震器，上套管为顶部封头、上小下大

两节式变径筒体，下套筒为底部封头、从上向下管径变小的三节式变径筒体；上套筒的

下部筒体滑动地套装在下套筒的上部筒体上；

下固定环固定在下套筒的上、中部筒体结合部的台阶上，下圆盘由一个位于圆板下面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承三安装固定在下圆盘的圆管与下固定环之间，电机固定盘固定在下套筒的中、下部筒体结合部的台阶上，发电机经螺钉安装在电机固定盘下面，发电机轴从下向上伸出电机固定盘后连接联轴器输入端，传动轴下端连接联轴器输出端，传动轴上端经下圆盘中心通孔向上穿入花键空心杆内孔并经键与花键空心杆连接，单向轴承器四安装固定在传动轴与下圆盘的中心通孔之间；上套筒内的台阶上固定有上固定环；上圆盘由一个位于圆板上面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承一安装固定在上固定环与上圆盘的圆管之间，单向轴承二外圈固定在上圆盘中心通孔上，内圈与花键环相固定，花键环活动套装在花键空心杆上；上圆盘底面和下圆盘顶面分别固定有两个具有球形凹槽的连杆座，且上、下圆盘上的两个连杆座的连线经过其圆板的圆心，连杆两端的圆球分别嵌入上、下圆盘上的一个连杆座的球形凹槽内而形成铰接，长度相同的另一连杆两端的圆球分别嵌入上、下圆盘的另一连杆座的球形凹槽而形成铰接，该两连杆的长度大于上圆盘底面至下圆盘顶面之间的距离。

所述上、下圆盘上的四个连杆座分别经螺钉固定在上、下圆盘上。

所述花键环与花键空心杆啮合。

所述单向轴承一、二、三、四的方向相同。

本发明通过双连杆、上圆盘与下圆盘的使用，实现了将竖直方向的上下运动转化为旋转运动的功能；由于单向轴承可以在一个方向可以自由转动，在另一个方向锁死，双连杆在运动过程中保持倾斜偏向不变，单向轴承一与单向轴承三的布置使得上圆盘与下圆盘在运动过程中，一个静止，另一个旋转，且二者的旋转方向相同；而单向轴承二与单向轴承四的布置与花键环与花键空心杆的啮合使得发电机输入轴能始终保持单一方向的旋转，避免由于转换旋转方向带来的能量损失，同时延长电机的使用寿命。

本发明的工作过程和原理是：汽车行驶过程中由于路面颠簸造成悬架上下震动，因为本发明的使用状态是上套筒顶端的吊环跟汽车车身销轴连接，底套筒轴底端的小吊环与车轮销轴连接，所以悬架震动时上中下套筒相对于底套筒上下运动。

上下套筒相向运动过程：

当上下套筒相向运动时，单向轴承一自锁，单向轴承二自由转动，上圆盘不旋转但向下运动，由于双连杆倾斜，双连杆驱动下圆盘向一个方向旋转；单向轴承三自由转动，单向轴承四自锁，下圆盘带动传动轴向同一个方向旋转，经过联轴器带动发电机输入轴旋转，发电机输出电量。此过程中双连杆趋向水平。

上下套筒反向运动过程：

当上下套筒相向运动时，单向轴承三自锁，单向轴承四自由转动，下圆盘静止不旋转，上圆盘向上运动，由于双连杆倾斜，双连杆拉动上圆盘向同一个方向旋转；单向轴承一自由转动，单向轴承二自锁，上圆盘带动花键环旋转，花键环在跟随上圆盘向上运动的同时，驱动花键空心杆旋转，从而带动传动轴向同一个方向旋转，在经过联轴器带动发电机输入轴旋转，发电机输出电量。此过程中双连杆趋向垂直。

如此往复，而双连杆倾斜偏向始终保持不变，发电机始终向同一方向旋转，连续输出电量。

本减震器能够将汽车悬架震动时的机械能转化为电能，给汽车的充电电池进行充电，提高电动汽车的续航能力，以及对能源的利用效率。本减震器具有结构简单、减震性能好、发电效率高、体积较小、普遍适用机动车。。

附图说明

图1为本发明整体剖视图。

图2为本发明局部结构示意图。

图3为本发明外观结构图。

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的说明。

图1、图2示出，一种双连杆式馈能减震器，上套管1为顶部封头、上小下大两节式变径筒体，下套筒18为底部封头、从上向下管径变小的三节式变径筒体；上套筒的下部筒体滑动地套装在下套筒18的上部筒体上；

下固定环12固定在下套筒的上、中部筒体结合部的台阶上，下圆盘10由一个位于圆板下面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承三13安装固定在下圆盘10的圆管与下固定环12之间，电机固定盘16固定在下套筒18的中、下部筒体结合部的台阶上，发电机17经螺钉安装在电机固定盘16下面，发电机17轴从下向上伸出电机固定盘后连接联轴器15输入端，传动轴14下端连接联轴器15输出端，传动轴14上端经下圆盘10中心通孔向上穿入花键空心杆7内孔并经键与花键空心杆7连接，单向轴承器四11安装固定在传动轴4与下圆盘10的中心通孔之间；上套筒1内的台阶上固定有上固定环2；上圆盘4由一个位于圆板上面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承一3安装固定在上固定环2与上圆盘4的圆管之间，单向轴承二5外圈固定在上圆盘4中心通孔上，内圈经花键环6固定在花键空心杆7上；上圆盘4底面和下圆盘顶面分别固定有两个具有球形凹槽的连杆座9，且上、下圆盘上的两个连杆座9的连线经过其圆板的圆心，连杆8两端的圆球分别嵌入上、下圆盘上的一个连杆座的球形凹槽内而形成铰接，长度相同的另一连杆两端的圆球分别嵌入上、下圆盘的另一连杆座的球形凹槽而形成铰接，该两连杆的长度大于上圆盘底面至下圆盘顶面之间的距离。发电机位于下筒体内，单向轴承三外圈固定在下固定环(与下圆盘形状相似)的筒体内壁，内圈固定在下圆盘的圆筒外壁。单向轴承四内圈固定在传动轴上，外圈固定在下圆盘的中心通孔上，单向轴承一外圈固定在上固定环(与上圆盘形状相似，由一圆管固定在圆板的中心通孔上构成)的圆筒内壁，内圈固定在上圆盘的圆筒外壁。上、下圆盘4、10上的四个连杆座9分别经螺钉固定在上、下圆盘上。花键环6与花键空心杆7啮合。单向轴承一、二、三、四的方向相同。

本双连杆式馈能减震器包括套筒、运动转换机构和发电机17，上套筒1与下套筒18之间为间隙配合；上套筒1与上固定环2经台阶定位固定连接；上圆盘4外部上端与上固定环2之间设有单向轴承一3，上圆盘4内部下端与花键环6之间设有单向轴承二5，上圆盘4底部与两个连杆座9螺纹连接；上圆盘4与下圆盘10之间设有两连杆8，连杆8的两端圆球分别与连杆座上的球形凹槽配合相连；下圆盘10顶部与两个连杆座9螺纹连接，下圆盘10外部下端与下固定环12之间设有单向轴承三13，下圆盘10内部上端与传动轴14下端之间设有单向轴承四11；传动轴14上端与花键空心杆7内孔键连接，传动轴14底部与发电机17输入轴之间经过联轴器15连接；发电机17上部与电机固定盘16螺钉连接；下套筒18上部与下固定环12经台阶定位固定连接，下套筒18中部与电机固定盘16经台阶定位固定连接。

所述单向轴承一3、单向轴承二5、单向轴承三13和单向轴承四11之间的方向相同。

所述花键空心杆7外径与花键环6内径啮合。

所述两个连杆8的倾斜偏向保持不变。

上下套筒相向运动过程：(实际使用时为：下套筒固定不动，上套筒向下运动)

当上下套筒相向运动时，单向轴承一3自锁，单向轴承二5自由转动，上圆盘4不旋转但向下运动，由于双连杆8倾斜，双连杆8驱动下圆盘10向一个方向旋转；单向轴承三13自由转动，单向轴承四11自锁，下圆盘10带动传动轴14向同一个方向旋转，经过联轴器15带动发电机17输入轴旋转，发电机17输出电量。此过程中双连杆8趋向水平。

上下套筒反向运动过程(实际使用时，下套筒固定不动，上套筒向上运动)：

当上下套筒反向运动时，单向轴承三13自锁，单向轴承四11自由转动，下圆盘10静止不旋转，上圆盘4向上运动，由于双连杆8倾斜，双连杆8拉动上圆盘4向同一个方向旋转；单向轴承一3自由转动，单向轴承二5自锁，上圆盘4带动花键环6旋转，花键环6在跟随上圆盘4向上运动的同时，驱动花键空心杆7旋转，从而带动传动轴14向同一个方向旋转，在经过联轴器15带动发电机17输入轴旋转，发电机17输出电量。此过程中双连杆8趋向垂直。

如此往复，而双连杆8倾斜偏向始终保持不变，发电机17始终向同一方向旋转，连续输出电量。

Claims (4)

1.一种双连杆式馈能减震器，其特征在于，上套管(1)为顶部封头、上小下大两节式变径筒体，下套筒(18)为底部封头、从上向下管径变小的三节式变径筒体；上套筒的下部筒体滑动地套装在下套筒(18)的上部筒体上；

下固定环(12)固定在下套筒的上、中部筒体结合部的台阶上，下圆盘(10)由一个位于圆板下面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承三(13)安装固定在下圆盘(10)的圆管与下固定环(12)之间，电机固定盘(16)固定在下套筒(18)的中、下部筒体结合部的台阶上，发电机(17)经螺钉安装在电机固定盘(16)下面，发电机(17)轴从下向上伸出电机固定盘后连接联轴器(15)输入端，传动轴(14)下端连接联轴器(15)输出端，传动轴(14)上端经下圆盘(10)中心通孔向上穿入花键空心杆(7)内孔并经键与花键空心杆(7)连接，单向轴承器四(11)安装固定在传动轴(4)与下圆盘(10)的中心通孔之间；上套筒(1)内的台阶上固定有上固定环(2)；上圆盘(4)由一个位于圆板上面的圆管固定在该圆板的中心通孔上构成；单向轴承一(3)安装固定在上固定环(2)与上圆盘(4)的圆管之间，单向轴承二(5)外圈固定在上圆盘(4)中心通孔上，内圈与花键环(6)相固定，花键环活动套装在花键空心杆(7)上；上圆盘(4)底面和下圆盘顶面分别固定有两个具有球形凹槽的连杆座(9)，且上、下圆盘上的两个连杆座(9)的连线经过其圆板的圆心，连杆(8)两端的圆球分别嵌入上、下圆盘上的一个连杆座的球形凹槽内而形成铰接，长度相同的另一连杆两端的圆球分别嵌入上、下圆盘的另一连杆座的球形凹槽而形成铰接，该两连杆的长度大于上圆盘底面至下圆盘顶面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种双连杆式馈能减震器，其特征在于，所述上、下圆盘(4、10)上的四个连杆座(9)分别经螺钉固定在上、下圆盘上。

3.根据权利要求1所述的一种双连杆式馈能减震器，其特征在于，所述花键环(6)与花键空心杆(7)啮合。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种双连杆式馈能减震器，其特征在于，所述单向轴承一、二、三、四的方向相同。