CN109515179A - 一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统 - Google Patents

一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，包括车轮部分Ⅰ、行星滚柱丝杠副部分Ⅱ、发电机部分Ⅲ和显示屏；所述车轮部分Ⅰ包括车轮、车轴和轴环；所述的车轮通过螺钉与车轴连接，所述的轴环直接套在车轴上；所述行星滚柱丝杠副部分Ⅱ包括推杆、丝杠、圆螺母、轴承、上弹簧、螺母、滚柱、保持架、下弹簧、内六角紧定螺钉、铜套、端盖、弹性挡圈、内齿圈、外壳和套环；所述发电机部分Ⅲ包括控制器、定子、永磁体、测距传感器、测速传感器、发电机外壳以及航插；所述显示屏安装在发电机部分Ⅲ的一侧。本发明解决了车辆在行驶过程中由于上下颠簸导致车能量的损失，有效地改善了汽车的舒适性，提高了汽车的安全性。

Description

一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统
技术领域
本发明涉及一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统。
背景技术
如今社会的发展离不开能源的消耗，尤其是汽车的出现，能源危机便成了日益突出的问题。如何改善汽车能源利用成为解决这一局面的途径之一。提高汽车发动机的效率可以有效地提高汽车能源利用率。但是另一方面，利用汽车各组成部分的机构运动特点，探索新的能源回收装置是新能源汽车行业发展的新途径。
汽车在行驶的过程中，由于路面不平、转弯过急等原因，其不可避免会出现上下震动并会一直持续在整个行驶过程中，过大的长时间的振动不仅是对汽车能源巨大的浪费同时也会对人造成不舒适。现采用减震器来减缓对人造成的不适感。减震器是一种通过减缓弹簧的振荡以及路面的冲击从而减轻车身的振动的机构。目前汽车的减震系统有液压式和充气式。虽然一些专利对目前的减震系统进行了改进，如中国专利号201220565574.X中提出的是一种一体式减震器装置。它是在传统的阻尼减震器的活塞杆上端部分设计成丝杠结构，利用滚珠丝杠原理，螺母旋转，丝杠在阻尼工作腔中上下移动。尽管该减震装置对传统的减震装置做了很好的改善，但是液压油的泄露是这种减震装置的缺点。并且截止目前在实践中并没有利用减震系统应用进行发电。虽然有一些专利利用减震系统发电，如中国专利号201420010400.6提出一种气压式发电减震器。利用减震杆带动活塞压缩上腔或者下腔的空气，被压出的空气传递到气动马达中，气动马达在带动发电机发电。与此同时，另外一个空腔中吸入气体，如此反复就可以持续发电。虽然该发明结构不复杂，但是根据所述中需要蓄能器、气动马达以及发电机等，增大了整个减震系统重量，这很明显增加汽车的负载；并且当减震杆到达最上端或者最下端时，将不能继续朝着该方向运动，会失去减震效果。因此，就需要一种新的减震系统既能减振，提高舒适性，又可以将减震系统中释放的能量收集起来用于发电。
发明内容
针对解决传统的液压式减震系统中液压油泄露以及没法回收减震系统中的能量问题，提出一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，目的是通过依靠行星滚柱丝杠副的运动原理，将汽车行驶的过程中上下震动产生的动能转化成电能储存在汽车中。与此同时，可以通过测距传感器获取的信号反馈到控制器中自动调节车身的振动的幅度，以此来改善舒适性，并且可以通过显示屏调节车身到地面的距离，提高安全性。
一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，包括车轮部分Ⅰ、行星滚柱丝杠副部分Ⅱ、发电机部分Ⅲ和显示屏部分Ⅳ；
所述车轮部分Ⅰ包括车轮1、车轴2和轴环3；所述的车轮1通过螺钉与车轴2连接，所述的轴环3直接套在车轴2上；
所述行星滚柱丝杠副部分Ⅱ包括推杆4、丝杠11、圆螺母12、轴承13、上弹簧14、螺母15、滚柱16、保持架17、下弹簧18、内六角紧定螺钉19、铜套20、端盖21、弹性挡圈23、内齿圈24、外壳25和套环26；所述推杆4的一端通过螺纹与螺母15旋接连接，其另一端与轴环3对接，所述螺母15与滚柱16直接接触，所述的滚柱16与内齿圈24之间啮合配合，所述的滚柱16与丝杠11也是直接接触，所述的保持架17将若干个滚柱16的轴线保持平行，在运动的过程中随着滚柱16做旋转运动，同时弹性挡圈23防止保持架17在工作的过程中飞出，整个行星滚柱丝杠副部分Ⅱ通过轴承13与套环26连接在一起，所述的套环26与外壳25之间为过盈配合，所述的外壳25又通过内六角紧定螺钉19与端盖21固定，所述的铜套20通过螺纹与端盖21旋接连接，所述的上弹簧14和下弹簧18分别位于螺母15上下两端空腔内，所述的上弹簧14和下弹簧18可以随着螺母15上下移动，不断反复的将能量储存和释放，将弹性势能转化为丝杠11的动能，最终将能量转化为发电机的电能，被储存在汽车的电池中；
所述发电机部分Ⅲ包括控制器8、定子9、永磁体10、测距传感器22、测速传感器5、发电机外壳6以及航插27；此时的丝杠11中间采用中空设计，目的是为了将测距传感器22从中间穿过，测距传感器22将测量丝杠11末端到推杆4内孔底部的距离，以此来判断丝杠11与螺母15的相对位移；
所述显示屏部分Ⅳ包含设置在发电机部分Ⅲ一侧的显示屏7，该显示屏7通过电源线与航插27对接，所述的显示屏7将人的指令传输带发电机中，并且将汽车振动的状态通过显示屏7显示出来，一旦乘坐者感觉不舒适可以通过显示屏7给控制器8发送信号，可以通过调节丝杠11与螺母15相对位移提高舒适性。
所述轴环3将行星滚柱丝杠副部分Ⅱ和发电机部分Ⅲ固定在车轴2上。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：该减震系统可以将振动过程中的能量通过上弹簧和下弹簧以及行星滚柱丝杠副部分Ⅱ传导到发电机部分Ⅲ，最终可以将机械能储存起来；可通过测速传感器检测周围有快速移动的物体撞向汽车，控制器就可以迅速将发动机切换为电动机，可以通过行星滚柱丝杠副部分Ⅱ迅速提高车身，在一定程度上减少对乘坐者的伤害；也可通过测距传感器检测出丝杠与推杆内孔底部的距离，一旦这个距离高于一定值的情况下就会把该信号传递到控制器，同样控制器可以迅速将发动机切换为电动机，使得该距离低于一定值，该一定值可以通过显示屏，也可以根据乘坐者以往通过显示屏的调节达到舒适时自动选择某一值，提高了汽车的舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
图1是本发明提出的一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统组成图；
图2和图3是该绿色智能减震系统组成装配示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参看图1-3，一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，包括车轮部分Ⅰ、行星滚柱丝杠副部分Ⅱ、发电机部分Ⅲ和显示屏部分Ⅳ；
所述车轮部分Ⅰ包括车轮1、车轴2和轴环3；所述的车轮1通过螺钉与车轴2连接，所述的轴环3直接套在车轴2上；
所述行星滚柱丝杠副部分Ⅱ包括推杆4、丝杠11、圆螺母12、轴承13、上弹簧14、螺母15、滚柱16、保持架17、下弹簧18、内六角紧定螺钉19、铜套20、端盖21、弹性挡圈23、内齿圈24、外壳25和套环26；
所述推杆4的一端通过螺纹与螺母15旋接连接，其另一端与轴环3对接，所述螺母15与滚柱16直接接触，所述的滚柱16与内齿圈24之间啮合配合，所述的滚柱16与丝杠11也是直接接触，所述的保持架17将若干个滚柱16的轴线保持平行，在运动的过程中随着滚柱16做旋转运动，同时弹性挡圈23防止保持架17在工作的过程中飞出，整个行星滚柱丝杠副部分Ⅱ通过轴承13与套环26连接在一起，所述的套环26与外壳25之间为过盈配合，所述的外壳25又通过内六角紧定螺钉19与端盖21固定，所述的铜套20通过螺纹与端盖21旋接连接，所述的上弹簧14和下弹簧18分别位于螺母15上下两端空腔内，所述的上弹簧14和下弹簧18可以随着螺母15上下移动，不断反复的将能量储存和释放，将弹性势能转化为丝杠11的动能，最终将能量转化为发电机的电能，被储存在汽车的电池中；
所述发电机部分Ⅲ包括控制器8、定子9、永磁体10、测距传感器22、测速传感器5、发电机外壳6以及航插27；此时的丝杠11中间采用中空设计，目的是为了将测距传感器22从中间穿过，测距传感器22将测量丝杠11末端到推杆4内孔底部的距离，以此来判断丝杠11与螺母15的相对位移；
所述显示屏部分Ⅳ包含设置在发电机部分Ⅲ一侧的显示屏7，该显示屏7通过电源线与航插27对接，所述的显示屏7将人的指令传输带发电机中，并且将汽车振动的状态通过显示屏7显示出来，一旦乘坐者感觉不舒适可以通过显示屏7给控制器8发送信号，可以通过调节丝杠11与螺母15相对位移提高舒适性。
上述一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统的工作过程分别如下：共有三种工作模式，分别是发电模式、减震模式以及兼发电和减震模式。
在发电模式中，发电机部分Ⅲ处于储能状态，汽车在行驶过程中由于地面凸凹不平会导致车身上下振动，丝杠11相对于螺母15会上下移动并且左旋转运动，丝杠11另外一端上面贴有定子10，定子10在丝杠11的运动下也跟着旋转，此时发电机Ⅲ可以发电，在丝杠11旋转的过程中就可以通过发电机部分Ⅲ实现能量的储存，在螺母15上下振动的同时会推着上弹簧14或者下弹簧18压缩，将汽车由于上下振动产生的动能转化为弹簧的弹性势能以及发电机的电能，由于上弹簧14和下弹簧18不断的释放和压缩，最终会恢复到初始状态并将能量全部储存在发电机中，该过程实现了整个发电模式。
在减震模式中，发电机部分Ⅲ作为电机使用，此时整个系统不再是个储能系统而是耗能系统了，测距传感器22实时地采集丝杠11末端与推杆4内孔的底部的距离，控制器8把当乘坐者坐上汽车时丝杠11末端与推杆4内孔的底部的距离作为参考标准，当汽车上下振动时，控制器8会将测距传感器22与参考标准值做出比较，然后在通过电机部分Ⅲ带动丝杠11旋转到一定角度，从而弥补测距传感器22与参考标准值之间的差距，以达到丝杠11末端与推杆4内孔的底部的距离保持在很小的范围内波动，甚至不动，从而使得整个车身相对于地面的高度一致不变。
在兼发电和减震模式中，发电机部分Ⅲ时而作为发电机时而作为电动机使用，测距传感器22实时地反馈出最新采集的丝杠11末端与推杆4内孔的底部的距离与当乘坐者坐上汽车时丝杠11末端与推杆4内孔的底部的距离的差距，当该差距大于一定值时，就会触发控制器8指令，使得发电机部分Ⅲ变成电动机，带动丝杠11旋转，进而螺母15移动，将该差距调整到小于该一定值，一旦小于该一定值，发电机部分Ⅲ变成发电机使用，继续将振动的能量储存起来，该一定值可以是乘坐者自己通过显示屏部分Ⅳ去调节，也可以是控制器8根据以往乘坐者通过显示屏的调节达到舒适时自动选择某一值，这种模式兼容了前两种模式的优点。
不管在哪种模式下，一旦测速传感器5检测周围有快速移动的物体撞向汽车，控制器8就可以迅速将发动机切换为电动机，可以通过行星滚柱丝杠副部分Ⅱ迅速提高车身，在一定程度上减少对乘坐者的伤害。在某些场合下，如遇到凸凹不平的地面，为了防止车的底盘刮蹭到地面，引发安全隐患或者物理被汽车前轮碾压后处于前轮与后轮之间没法从侧面取出等情况下，乘坐者根据需要提升车身距离地面的高度，可以通过显示屏部分Ⅳ发送相应的指令到控制器8中，整个系统会根据需要将车身提升至相应的高度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，其特征在于包括车轮部分Ⅰ、行星滚柱丝杠副部分Ⅱ、发电机部分Ⅲ和显示屏部分Ⅳ；
所述车轮部分Ⅰ包括车轮(1)、车轴(2)和轴环(3)；所述的车轮(1)通过螺钉与车轴(2)连接，所述的轴环(3)直接套在车轴(2)上；
所述行星滚柱丝杠副部分Ⅱ包括推杆(4)、丝杠(11)、圆螺母(12)、轴承(13)、上弹簧(14)、螺母(15)、滚柱(16)、保持架(17)、下弹簧(18)、内六角紧定螺钉(19)、铜套(20)、端盖(21)、弹性挡圈(23)、内齿圈(24)、外壳(25)和套环(26)；所述推杆(4)的一端通过螺纹与螺母(15)旋接连接，其另一端与轴环(3)对接，所述螺母(15)与滚柱(16)直接接触，所述的滚柱(16)与内齿圈(24)之间啮合配合，所述的滚柱(16)与丝杠(11)也是直接接触，所述的保持架(17)将若干个滚柱(16)的轴线保持平行，在运动的过程中随着滚柱(16)做旋转运动，同时弹性挡圈(23)防止保持架(17)在工作的过程中飞出，整个行星滚柱丝杠副部分Ⅱ通过轴承(13)与套环(26)连接在一起，所述的套环(26)与外壳(25)之间为过盈配合，所述的外壳(25)又通过内六角紧定螺钉(19)与端盖(21)固定，所述的铜套(20)通过螺纹与端盖(21)旋接连接，所述的上弹簧(14)和下弹簧(18)分别位于螺母(15)上下两端空腔内，所述的上弹簧(14)和下弹簧(18)可以随着螺母(15)上下移动，所述的丝杆(11)为中空设计；
所述发电机部分Ⅲ包括控制器(8)、定子(9)、永磁体(10)、测距传感器(22)、测速传感器(5)、发电机外壳(6)以及航插(27)；
所述显示屏部分Ⅳ包含设置在发电机部分Ⅲ一侧的显示屏(7)，该显示屏(7)通过电源线与航插(27)对接。
2.根据权利要求1所述的一种可实现减振和发电的绿色智能减震系统，其特征在于所述轴环(3)将行星滚柱丝杠副部分Ⅱ和发电机部分Ⅲ固定在车轴(2)上。
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