CN114825849A - 一种专用汽车振动能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种专用汽车振动能量回收装置，包括第一能量回收部和第二能量回收部，所述第一能量回收部和第二能量回收部相互连接，采用多电机与电涡流相耦合的形式，相对于传统的直线电机或者涡流阻尼的形式，通过多个直线电机动子对于定子绕组做切割磁感线的直线运动，以及通过永磁体对于导体块做切割磁感线的旋转运动共同作用，使得直线电机和导体块产生感应电流，使其作为馈能装置。

Description

一种专用汽车振动能量回收装置
技术领域
本发明属于工程隔振与馈能领域，涉及一种专用汽车振动能量回收装置。
背景技术
近年来，能源和环境问题日益突出，在发展新能源技术同时，通过机电装置回收能量也成为焦点。汽车悬架系统因路面不平度引起振动时，往往会导致大量能量的损耗，同时也会降低操控稳定性和乘坐舒适型，如果有一种专用汽车的能量回收装置能将一部分能量收集，用于汽车其他耗能元件，便可以实现低碳环保，实现节能减排的效果。同时，在一定程度上也可以帮助提高平顺性和舒适性。
现有的专用车能量回收装置种类稀少，且通常面向于制动或滑行状态下的能量回收。通过单一机械如滚珠丝杠和电机，或单纯直线电机的模式，效率低可靠性不高，应用范围远远不能满足各种工况条件下的要求。对于汽车的驾驶也没有太多增益效果。
发明内容
为解决上述背景技术中所面临的问题，本发明提供一种专用汽车振动能量回收装置，可实现高效馈能。同时还可以对于汽车驾驶起到隔振的效果，增加汽车平顺性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种专用汽车振动能量回收装置，包括第一能量回收部和第二能量回收部，所述第一能量回收部和第二能量回收部相互连接；其中，所述第一能量回收部包括：第一电机工作腔(10)、环形导体块(11)、永磁体(12)、第一连接杆(13)、丝杠(14)、丝杠螺母(15)其中，第一电机工作腔(10)下端固定有丝杠螺母(15)，丝杠螺母(15)中配合安装有丝杠(14)，丝杠(14)的上端固定连接有第一连接杆(13)，第一连接杆(13)沿圆周方向固定设置有永磁体(12)，第一电机工作腔10内侧对应永磁体(12)的内壁位置设置有环形导体块(11)；所述第二能量回收部包括：第二电机工作腔(20)、第二连接杆(21)、飞轮(22)、四角转盘(23)、电机动子(24)、导向底座(25)、导向管(26A～26H)、电机定子绕组(27)、连接轴(28)；其中，第二连接杆(21)可旋转的安装在第二电机工作腔(20)的上端，第二连接杆(21)的上端穿出第二电机工作腔(20)的上端并与丝杠(14)固定连接，第二连接杆(21)的下端与飞轮(22)固定连接；飞轮(22)下表面边缘部分固定有连接轴(28)，连接轴(28)上固定有四角转盘(23)，四角转盘(23)的4个角上分别固定有电机动子(24)；其中，导向底座(25)固定在第二电机工作腔(20)的下部，导向底座(25)的上表面设置有8个圆周阵列的导向管(26A～26H)；其中，8个导向管中位于同一直线方向上的两个构成一个导向路径；4个电机动子(24)分别设置在各个导向管中，并且可以在对应的导向路径中运动。
进一步地，导向管(26A)和(26B)构成第一导向路径，导向管(26C)和(26D)构成第二导向路径，导向管(26E)和(26F)构成第三导向路径，导向管(26G)和(26H)构成第四导向路径。
进一步地，其中，所述四角转盘(23)在围绕导向底座(25)中心做公转的同时通过也在围绕连接轴(28)自转。
进一步地，其中，所述四角转盘(23)的四个壁的长度相等，且四个壁之间互相成直角布置。
进一步地，其中，所述飞轮(22)的半径小于所述导向底座(25)的半径。
进一步地，所述飞轮(22)的半径为所述导向底座(25)的半径的一半。
进一步地，其中，所述飞轮(22)的半径加上所述四角转盘(23)的单个壁的长度的和小于所述导向底座(25)的半径。
进一步地，所述飞轮(22)的半径加上所述四角转盘(23)的单个壁的长度的和为所述导向底座(25)的半径的90％。
进一步地，所述第一能量回收部还包括上吊耳(100A)，所述上吊耳(100A)焊接在所述第一电机工作腔(10)的上端，所述上吊耳(100A)与隔振系统上端点固定连接。
进一步地，所述第二电机工作腔(20)下端焊接有下吊耳(100B)，所述下吊耳(100B)与隔振系统下端点固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种专用汽车振动能量回收装置，采用多电机与电涡流相耦合的形式，相对于传统的直线电机或者涡流阻尼的形式，通过多个直线电机动子对于定子绕组做切割磁感线的直线运动，以及通过永磁体对于导体块做切割磁感线的旋转运动共同作用，使得直线电机和导体块产生感应电流，使其作为馈能装置。与其他的振动能量回收装置相比，本发明电机导程更长，所得到的回收功率更大。四角转盘作为本发明核心部件之一，与飞轮相组合形成了“一轴输入四轴输出”的结构方案，使得四个电机实现同时在同一平面内交错运动，让装置结构紧凑，空间利用率高，更提高了能量回收效率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
图1是一种专用汽车振动能量回收装置示意图。
图2是一种专用汽车振动能量回收装置剖视图。
图3是一种专用汽车振动能量回收装置中多自由度电磁机构结构示意图。
图4是一种专用汽车振动能量回收装置中四角转盘与飞轮的配合剖视图。
图5是一种专用汽车振动能量回收装置中电机动子在导向管中的剖面图。
附图标记说明：
100A-上吊耳、100B-下吊耳、10-第一电机工作腔、11-环形导体块、12-永磁体、13-第一连接杆、14-丝杠、15-丝杠螺母、20-第二电机工作腔、21-第二连接杆、22-飞轮、23-四角转盘、24-电机动子、25-导向底座、26A～26H-导向管、27-电机定子绕组、28-连接轴。
具体实施方式
下面结合附图1以及具体实施方式对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种专用汽车振动能量回收装置，包括第一能量回收部和第二能量回收部。
其中，所述第一能量回收部包括：上吊耳100A、第一电机工作腔10、环形导体块11、永磁体12、第一连接杆13、丝杠14、丝杠螺母15。其中，第一电机工作腔10上端焊接有上吊耳100A，上吊耳100A与隔振系统上端点固定连接，第一电机工作腔10下端通过螺栓固定有丝杠螺母15，丝杠螺母15中配合安装有丝杠14，丝杠14的上端固定连接有第一连接杆13，第一连接杆13沿圆周方向固定设置有永磁体12。第一电机工作腔10内侧对应永磁体12的内壁位置设置有环形导体块11。
其中，第二能量回收部包括：第二电机工作腔20、第二连接杆21、飞轮22、四角转盘23、电机动子24、导向底座25、导向管26A～26H、电机定子绕组27、连接轴28。其中，第二电机工作腔20下端焊接有下吊耳100B，下吊耳100B与隔振系统下端点固定连接，第二连接杆21可旋转的安装在第二电机工作腔20的上端，第二连接杆21的上端穿出第二电机工作腔20的上端并与丝杠14固定连接，第二连接杆21的下端与飞轮22固定连接。如图3-4所示，飞轮22下表面边缘部分固定有连接轴28，连接轴28上固定有四角转盘23，四角转盘23的4个角上分别固定有电机动子24。其中，导向底座25固定在第二电机工作腔20的下部，导向底座25的上表面设置有8个圆周阵列的导向管26A～26H(如图3所示)。其中，8个导向管中位于同一直线方向上的两个构成一个导向路径，即，导向管26A和26B构成第一导向路径，导向管26C和26D构成第二导向路径，导向管26E和26F构成第三导向路径，导向管26G和26H构成第四导向路径。如图5所示，4个电机动子24分别设置在各个导向管中，并且可以在对应的导向路径中运动。
其中，四角转盘23的四个壁的长度相等，且四个壁之间互相成直角布置。
其中，飞轮22的半径小于导向底座25的半径，优选地，飞轮22的半径为导向底座25的半径的一半。
其中，飞轮22的半径加上四角转盘23的单个壁的长度的和小于导向底座25的半径，优选地，飞轮22的半径加上四角转盘23的单个壁的长度的和为导向底座25的半径的90％。
以图1所示的一种专用汽车振动能量回收装置为例，其工作过程为：当上吊耳100A与下吊耳100B之间产生相对压缩或者拉伸运动时，丝杠14和丝杠螺母15相互作用使得丝杠14发生转动，与丝杠14连接的第一连接杆13、第二连接杆21也随之发生转动，与第一连接杆13连接的永磁体12也发生转动，与第二连接杆21连接的飞轮22也发生转动，与飞轮22连接的四角转盘23绕着连接轴28开始公转。同时，固定在四角转盘23上的各个电机动子14在各自导向路径内做往复的直线运动。此时，四角转盘23在围绕导向底座25中心做公转的同时通过也在围绕连接轴28自转。由此，在第一电机工作腔10中，永磁体12做切割磁感线运动，使得在环形导体块11上产生感应电流；在第二电机工作腔20中，电机动子24做切割磁感线运动，带动电机发电，产生感应电流。第一电机工作腔和第二电机工作腔的产生的感应电流可共同输出并储存至储存单元以用于其他电控元件，实现馈能工作。
所述实施方式为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种专用汽车振动能量回收装置，包括第一能量回收部和第二能量回收部，所述第一能量回收部和第二能量回收部相互连接；
其中，所述第一能量回收部包括：第一电机工作腔(10)、环形导体块(11)、永磁体(12)、第一连接杆(13)、丝杠(14)、丝杠螺母(15)；
其中，第一电机工作腔(10)下端固定有丝杠螺母(15)，丝杠螺母(15)中配合安装有丝杠(14)，丝杠(14)的上端固定连接有第一连接杆(13)，第一连接杆(13)沿圆周方向固定设置有永磁体(12)，第一电机工作腔10内侧对应永磁体(12)的内壁位置设置有环形导体块(11)；
其特征在于，所述第二能量回收部包括：第二电机工作腔(20)、第二连接杆(21)、飞轮(22)、四角转盘(23)、电机动子(24)、导向底座(25)、导向管(26A～26H)、电机定子绕组(27)、连接轴(28)；
其中，第二连接杆(21)可旋转的安装在第二电机工作腔(20)的上端，第二连接杆(21)的上端穿出第二电机工作腔(20)的上端并与丝杠(14)固定连接，第二连接杆(21)的下端与飞轮(22)固定连接；
飞轮(22)下表面边缘部分固定有连接轴(28)，连接轴(28)上固定有四角转盘(23)，四角转盘(23)的4个角上分别固定有电机动子(24)；
其中，导向底座(25)固定在第二电机工作腔(20)的下部，导向底座(25)的上表面设置有8个圆周阵列的导向管(26A～26H)；其中，8个导向管中位于同一直线方向上的两个构成一个导向路径；
4个电机动子(24)分别设置在各个导向管中，并且可以在对应的导向路径中运动。
2.根据权利要求1所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，导向管(26A)和(26B)构成第一导向路径，导向管(26C)和(26D)构成第二导向路径，导向管(26E)和(26F)构成第三导向路径，导向管(26G)和(26H)构成第四导向路径。
3.根据权利要求2所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，其中，所述四角转盘(23)在围绕导向底座(25)中心做公转的同时通过也在围绕连接轴(28)自转。
4.根据权利要求1所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，其中，所述四角转盘(23)的四个壁的长度相等，且四个壁之间互相成直角布置。
5.根据权利要求4所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，其中，所述飞轮(22)的半径小于所述导向底座(25)的半径。
6.根据权利要求5所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，所述飞轮(22)的半径为所述导向底座(25)的半径的一半。
7.根据权利要求4所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，其中，所述飞轮(22)的半径加上所述四角转盘(23)的单个壁的长度的和小于所述导向底座(25)的半径。
8.根据权利要求7所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，所述飞轮(22)的半径加上所述四角转盘(23)的单个壁的长度的和为所述导向底座(25)的半径的90％。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，所述第一能量回收部还包括上吊耳(100A)，所述上吊耳(100A)焊接在所述第一电机工作腔(10)的上端，所述上吊耳(100A)与隔振系统上端点固定连接。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的一种专用汽车振动能量回收装置，其特征在于，所述第二电机工作腔(20)下端焊接有下吊耳(100B)，所述下吊耳(100B)与隔振系统下端点固定连接。
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