CN108843529A - 机械动能收集转化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机械动能收集转化装置，该转化装置包括：动能收集单元、动能传递单元、动能转化单元、检测单元、控制单元、监测单元和显示单元。其中，动能收集单元安装于车辆上，用于收集车辆行进过程中振动产生的动能；动能传递单元具有变速器，动能传递单元与所述动能收集单元机械连接，用于传递所述动能；动能转化单元与所述动能传递单元机械连接，用于将所述动能转化为电能；检测单元设置在所述动能收集单元附近，用于检测车辆的振动幅度；控制单元与所述检测单元连接，用于根据所述振动幅度控制所述变速器。本发明能够实现更高的转化效率，能够实现自动化的改变转化的效率，以应对不同的路况或振动幅度，最大程度的保护装置。
Description
技术领域
本发明涉及能源再利用技术领域，尤其涉及机械动能的回收利用，具体为机械动能收集转化装置。
背景技术
能源是推动社会发展的一大动力，随着不可再生能源的消耗，人们逐渐的重视新能源的开发与利用，与此同时能源的回收利用也是一个重要的领域，这其中就包括机械动能的回收。当车辆行驶的过程中会产生抖动或振动，这些振动的能量如果收集起来将是一个对汽车能源的补充，对于现阶段的新能源汽车来说也会是延长续航里程的一个重要的技术。
现在市场上也有一些对动能收集和转化的装置，但是现阶段的转化装置收集转化的效率低，且不能够实现自动化的根据不同的路况转变转化效率，另外还不能够在延长使用寿命上做出有效地改变。
因此，本领域技术人员亟需研发一款转化效率高、自动化程度高且使用寿命长的机械动能收集转化装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机械动能收集转化装置，该转化装置能够实现更高的转化效率，而且相对于现有技术，该转化装置能够实现自动化的改变转化的效率以应对不同的路况或振动幅度，保护该装置，最大程度的提升使用寿命
本发明提供一种机械动能收集转化装置，该转化装置包括：动能收集单元，安装于车辆上，用于收集车辆行进过程中振动产生的动能；具有变速器的动能传递单元，与所述动能收集单元机械连接，用于传递所述动能；动能转化单元，与所述动能传递单元机械连接，用于将所述动能转化为电能；检测单元，设置在所述动能收集单元附近，用于检测车辆的振动幅度；以及控制单元，与所述检测单元连接，用于根据所述振动幅度控制所述变速器。
本发明的具体实施方式中，该转化装置还包括：监测单元，与所述动能转化单元连接，用于监测所述动能转化单元的输出功率；以及显示单元，与所述监测单元连接，用于在用户端实时显示。
本发明的具体实施方式中，所述动能收集单元具有连杆和主动轮。
其中，所述连杆的一端与所述主动轮连接，所述连杆的另一端与车辆的非振动部件连接，所述主动轮与车辆的振动部件连接，所述动能收集单元用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能；或者，所述连杆的一端与所述主动轮连接，所述连杆的另一端与车辆的振动部件连接，所述主动轮与车辆的非振动部件连接，所述动能收集单元用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能。
本发明的具体实施方式中，所述检测单元为九轴传感器，用于检测所述振动部件的振动幅度。
本发明的具体实施方式中，所述主动轮为单向自由轮。
本发明的具体实施方式中，所述动能传递单元为加速齿轮组，所述加速齿轮组用于增大所述动能转化单元的转速。
其中，所述加速齿轮组具体包括：设置在第一传动轴上的主动轮、第一从轮和第二从轮，所述第一从轮的直径大于所述主动轮的直径，所述第二从轮的直径大于所述第一从轮的直径；设置在第二传动轴上的第一主轮、第二主轮和第三从轮，所述第一主轮与所述第一从轮啮合，所述第二主轮与所述第二从轮啮合，所述第三从轮的直径大于所述第一主轮的直径，所述第一主轮的直径大于所述第二主轮的直径；以及设置在第三传动轴上的第三主轮和第四从轮，所述第三主轮与所述第三从轮啮合，所述第四从轮的直径大于所述第三主轮的直径，所述第四从轮驱动所述动能转化单元的旋转轴旋转，其中，所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴相互平行。
本发明的具体实施方式中，所述变速器包括：同步器，设置在所述第一主轮和所述第二主轮之间，用于将所述第二传动轴与所述第一主轮或所述第二主轮转速同步；以及液压推杆，与所述控制单元连接，用于在所述控制单元控制下推动所述同步器来回移动。
作为本发明的一种实施方式，所述动能收集单元具有齿条、第一单向轮、第二单向轮、第一传动轮和第二传动轮，所述第一单向轮和所述第二单向轮均为顺时针或逆时针单向自由轮，所述第一单向轮与所述齿条的一面啮合，所述第二单向轮与所述齿条的另一面啮合，所述第一单向轮通过所述第四传动轴带动所述第一传动轮转动，所述第二单向轮通过所述第五传动轴带动所述第二传动轮转动，所述第一传动轮和第二传动轮均与所述动能传递单元上的主动轮啮合，通过车辆振动带动齿条上下运动，进而带动齿轮转动。
根据本发明的上述实施方式可知，本发明提供的机械动能收集转化装置至少具有以下益处：相对于现有技术，本发明能够提供更加稳定的动力收集与输出，动能利用率高，且能够实现自动化转换动能转化效率，更加全面的保护该转化装置，延长使用寿命。另外，还能够让用户直观的观察到动能转化的实时数据。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
图1为本发明提供的机械动能收集转化装置的连接示意图。
图2为本发明提供的机械动能收集转化装置的动能收集单元实施例一的示意图。
图3为本发明提供的机械动能收集转化装置的动能收集单元实施例二的示意图。
图4为本发明提供的机械动能收集转化装置的动能传递单元的示意图。
附图标记说明：
1-动能收集单元、2-动能传递单元、3-动能转化单元、4-检测单元、5-控制单元、6-监测单元、7-显示单元、11-连杆、12A-主动轮、 12B-主动轮、13-齿条、14-第一单向轮、15-第二单向轮、16-第一传动轮、17-第二传动轮、21-变速器、22-第一从轮、23-第二从轮、24-第一主轮、25-第二主轮、26-第三从轮、27-第三主轮、28-第四从轮、 201-第一传动轴、202-第二传动轴、203-第三传动轴、204-第四传动轴、205-第五传动轴、211-同步器、212-液压推杆。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
如图1所示为本发明提供的机械动能收集转化装置的连接示意图。图1中，动能收集单元将收集到的动能传递给动能传递单元，动能传递单元再将动能传递给动能转化单元，动能转化单元将动能转化为电能储存在蓄电池中。其中，检测单元对运动的幅度进行检测，然后将检测数据传递给控制单元，控制单元对数据进行处理，然后控制变速器对动能传递单元进行调控，进而调控动能传递的效率。
该附图的实施例中，本发明提供的机械动能收集转化装置包括：动能收集单元1、动能传递单元2、动能转化单元3、检测单元4和控制单元5。其中，动能收集单元1安装于车辆上，用于收集车辆行进过程中振动产生的动能；动能传递单元2具有变速器21，动能传递单元2与所述动能收集单元1机械连接，用于传递所述动能；动能转化单元3与所述动能传递单元2机械连接，用于将所述动能转化为电能；检测单元4设置在所述动能收集单元1附近，用于检测车辆的振动幅度；以及控制单元5与所述检测单元4连接，用于根据所述振动幅度控制所述变速器21。
本发明的具体实施方式中，该转化装置还包括：监测单元6和显示单元7。其中，监测单元6与所述动能转化单元3连接，用于监测所述动能转化单元3的输出功率；以及显示单元7与所述监测单元6 连接，用于在用户端实时显示。如图2所示，动能收集单元1具有连杆11和主动轮12A。其中，连杆11的一端与主动轮12A连接，连杆 11的另一端与车辆的非振动部件连接，所述主动轮12A与车辆的振动部件连接，所述动能收集单元1用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能。本发明的另外一种实施例中，连杆11的一端与主动轮12A连接，连杆11的另一端与车辆的振动部件连接，主动轮12A与车辆的非振动部件连接，所述动能收集单元1用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能。检测单元4为九轴传感器(3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴电子罗盘的组合)，检测单元4用于检测振动部件的振动幅度，然后将检测数据传递给控制单元 5进行分析处理。主动轮12A为单向自由轮，为了防止轴反向转动，将主动轮12A设置为单向自由轮，只会带动轴向一个方向转动，如果主动轮12A反转的话轴不会同步转动。另外，动能传递单元2为加速齿轮组，加速齿轮组用于增大动能转化单元3的转速，动能收集单元1收集到的动能比较小，想要达到应用的效果就需要齿轮组将动能进行放大，为动能转化单元3提供大的转速，提高转化功率。如图 4所示，加速齿轮组具体包括：设置在第一传动轴201上的主动轮 12A、第一从轮22和第二从轮23，所述第一从轮22的直径大于所述主动轮12A的直径，所述第二从轮23的直径大于所述第一从轮22 的直径；设置在第二传动轴202上的第一主轮24、第二主轮25和第三从轮26，所述第一主轮24与所述第一从轮22啮合，所述第二主轮25与所述第二从轮23啮合，所述第三从轮26的直径大于所述第一主轮24的直径，所述第一主轮24的直径大于所述第二主轮25的直径；以及设置在第三传动轴203上的第三主轮27和第四从轮28，所述第三主轮27与所述第三从轮26啮合，所述第四从轮28的直径大于所述第三主轮27的直径，所述第四从轮28驱动所述动能转化单元3的旋转轴旋转，其中，所述第一传动轴201、所述第二传动轴202 和所述第三传动轴203相互平行。另外，变速器21包括：同步器211，设置在所述第一主轮24和所述第二主轮25之间，用于将所述第二传动轴202与所述第一主轮24或所述第二主轮25转速同步；以及液压推杆212，与所述控制单元5连接，用于在所述控制单元5控制下推动所述同步器211来回移动。控制单元5通过控制液压推杆212的来回移动，进而控制同步器211与第一从轮22或第二从轮23结合，实现动力的输出。控制单元5接收到检测单元4的检测信号，进行处理后还可以根据不同的振动情况来控制变速器进行变速，在保证动力输出的同时还能够最大程度的保护该装置，延长使用寿命。另外，控制单元5将检测单元4检测到的临近4秒的数据进行分析处理，保证装置不会因为瞬间的振动变化而进行变速，确保装置的稳定运行。
如图3所示为本发明的另外一种实施例，该附图的实施例中，动能收集单元1具有齿条13、第一单向轮14、第二单向轮15、第一传动轮16和第二传动轮17，所述第一单向轮14和所述第二单向轮15 均为顺时针或逆时针单向自由轮，所述第一单向轮14与所述齿条13的一面啮合，所述第二单向轮15与所述齿条13的另一面啮合，所述第一单向轮14通过所述第四传动轴204带动所述第一传动轮16转动，所述第二单向轮15通过所述第五传动轴205带动所述第二传动轮17转动，所述第一传动轮16和第二传动轮17均与所述动能传递单元2上的主动轮12B啮合，通过车辆振动带动齿条上下运动，进而带动齿轮转动。当第一单向轮14和第二单向轮15均为顺时针单向自由轮，齿条13向上运动时，第二单向轮15通过第五传动轴205带动第二传动轮17顺时针转动，此时与第二传动轮17啮合的主动轮 12B逆时针转动；齿条13向下运动时，第一单向轮14通过第四传动轴204带动第一传动轮16顺时针转动，此时与第一传动轮16啮合的主动轮12B逆时针转动。另外一种实施方式中，当第一单向轮14和第二单向轮15均为逆时针单向自由轮，齿条13向上运动时，第一单向轮14通过第四传动轴204带动第一传动轮16逆时针转动，此时与第一传动轮16啮合的主动轮12B顺时针转动；齿条13向下运动时，第二单向轮15通过第五传动轴205带动第二传动轮17逆时针转动，此时与第二传动轮17啮合的主动轮12B顺时针转动。
作为本发明的另外一种实施方式，本发明提供的机械动能收集转化装置包括：动能收集单元、动能传递单元、动能转化单元、监测单元和显示单元。其中，动能收集单元安装于车辆上，用于收集车辆行进过程中振动产生的动能；动能传递单元与所述动能收集单元机械连接，用于传递所述动能；动能转化单元与所述动能传递单元机械连接，用于将所述动能转化为电能，监测单元与动能转化单元连接，用于监测动能转化单元的输出功率；显示单元与监测单元连接，用于在用户端实时显示。本发明的实施方式中，动能传递单元为加速齿轮组，所述加速齿轮组用于增大所述动能转化单元的转速。其中，加速齿轮组具体包括：第一从动轮、第二主动轮、第二从动轮、第三主动轮和第三从动轮，其中，第一从动轮与所述主动齿轮同轴设置，所述第一从动轮的半径大于所述主动齿轮的半径；第二主动轮与所述第一从动轮齿轮连接，所述第二主动轮的半径小于所述第一从动轮的半径；第二从动轮与所述第二主动轮同轴设置，所述第二从动轮的半径大于所述第二主动轮的半径；第三主动轮与所述第二从动轮齿轮连接，所述第三主动轮的半径小于所述第二从动轮的半径；以及第三从动轮与所述第三主动轮同轴设置，用于通过啮齿驱动动能转化单元的旋转轴旋转，第三从动轮的半径大于所述第三主动轮的半径。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种机械动能收集转化装置，其特征在于，该转化装置包括：
动能收集单元(1)，安装于车辆上，用于收集车辆行进过程中振动产生的动能；
具有变速器(21)的动能传递单元(2)，与所述动能收集单元(1)机械连接，用于传递所述动能；
动能转化单元(3)，与所述动能传递单元(2)机械连接，用于将所述动能转化为电能；
检测单元(4)，设置在所述动能收集单元(1)附近，用于检测车辆的振动幅度；以及
控制单元(5)，与所述检测单元(4)连接，用于根据所述振动幅度控制所述变速器(21)。
2.根据权利要求1所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，该转化装置还包括：
监测单元(6)，与所述动能转化单元(3)连接，用于监测所述动能转化单元(3)的输出功率；以及
显示单元(7)，与所述监测单元(6)连接，用于在用户端实时显示。
3.根据权利要求1所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述动能收集单元(1)具有连杆(11)和主动轮(12A)。
4.根据权利要求3所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述连杆(11)的一端与所述主动轮(12A)连接，所述连杆(11)的另一端与车辆的非振动部件连接，所述主动轮(12A)与车辆的振动部件连接，所述动能收集单元(1)用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能；或者，
所述连杆(11)的一端与所述主动轮(12A)连接，所述连杆(11)的另一端与车辆的振动部件连接，所述主动轮(12A)与车辆的非振动部件连接，所述动能收集单元(1)用于将所述振动部件上下振动的动能转化为旋转的动能。
5.根据权利要求4所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述检测单元(4)为九轴传感器，用于检测所述振动部件的振动幅度。
6.根据权利要求4所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述主动轮(12A)为单向自由轮。
7.根据权利要求3所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述动能传递单元(2)为加速齿轮组，所述加速齿轮组用于增大所述动能转化单元(3)的转速。
8.根据权利要求7所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述加速齿轮组具体包括：
设置在第一传动轴(201)上的主动轮(12A)、第一从轮(22)和第二从轮(23)，所述第一从轮(22)的直径大于所述主动轮(12A)的直径，所述第二从轮(23)的直径大于所述第一从轮(22)的直径；
设置在第二传动轴(202)上的第一主轮(24)、第二主轮(25)和第三从轮(26)，所述第一主轮(24)与所述第一从轮(22)啮合，所述第二主轮(25)与所述第二从轮(23)啮合，所述第三从轮(26)的直径大于所述第一主轮(24)的直径，所述第一主轮(24)的直径大于所述第二主轮(25)的直径；以及
设置在第三传动轴(203)上的第三主轮(27)和第四从轮(28)，所述第三主轮(27)与所述第三从轮(26)啮合，所述第四从轮(28)的直径大于所述第三主轮(27)的直径，所述第四从轮(28)驱动所述动能转化单元(3)的旋转轴旋转，其中，所述第一传动轴(201)、所述第二传动轴(202)和所述第三传动轴(203)相互平行。
9.根据权利要求8所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述变速器(21)包括：
同步器(211)，设置在所述第一主轮(24)和所述第二主轮(25)之间，用于将所述第二传动轴(202)与所述第一主轮(24)或所述第二主轮(25)转速同步；以及
液压推杆(212)，与所述控制单元(5)连接，用于在所述控制单元(5)控制下推动所述同步器(211)来回移动。
10.根据权利要求1所述的机械动能收集转化装置，其特征在于，所述动能收集单元(1)具有齿条(13)、第一单向轮(14)、第二单向轮(15)、第一传动轮(16)和第二传动轮(17)，所述第一单向轮(14)和所述第二单向轮(15)均为顺时针或逆时针单向自由轮，所述第一单向轮(14)与所述齿条(13)的一面啮合，所述第二单向轮(15)与所述齿条(13)的另一面啮合，所述第一单向轮(14)通过所述第四传动轴(204)带动所述第一传动轮(16)转动，所述第二单向轮(15)通过所述第五传动轴(205)带动所述第二传动轮(17)转动，所述第一传动轮(16)和第二传动轮(17)均与所述动能传递单元(2)上的主动轮(12B)啮合，通过车辆振动带动齿条上下运动，进而带动齿轮转动。
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| CN201810852823.5A Withdrawn CN108843529A (zh) | 2018-07-30 | 2018-07-30 | 机械动能收集转化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108843529A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101272084A (zh) * | 2008-05-16 | 2008-09-24 | 东南大学 | 机电混合式无级变速风力发电装置 |
| CN102390273A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-03-28 | 江苏大学 | 汽车制动能量与悬架振动能量联合回收系统 |
| CN202971710U (zh) * | 2012-12-01 | 2013-06-05 | 黄显利 | 高效机械发电式车辆减振器 |
| CN103738179A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-23 | 东北大学 | 一种车辆悬架振动能量回收装置 |
-
2018
- 2018-07-30 CN CN201810852823.5A patent/CN108843529A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
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Application publication date: 20181120 |
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