CN116566119A - 一种能量再生减震机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能量再生减震机构，属于能量回收技术领域。本发明针对现有技术中车辆运行中悬架系统浪费的动能的采集利用问题，提供了一种能量再生减震机构，包括能量输入模块，所述能量输入模块连接有运动转换模块，所述运动转换模块连接有能量输出与存储模块，所述能量输入模块包括苏格兰轭机构，本发明利用自动运动转换的苏格兰轭机构进行能量的收集和输入，可以获得更高的电力输出、效率和稳定性，将车辆中发生的振动转换为单向旋转，以实现高效发电，实现了振动能量的回收和利用。
Description
技术领域
本发明属于能量回收技术领域，具体涉及一种能量再生减震机构。
背景技术
近年来，采用新能源公交车因其在降低能源成本和环境保护方面的优势而成为世界上最受欢迎的电动公交车之一。然而，在制造高效的电动公交车时，电源是最具挑战性的问题。此外，电池电动汽车(BEV)的使用已经受到一段时间的阻碍，因为它们的电池框架的材料和机械能力很小，这被称为“去焦虑”。目前，可替代能源如风能、太阳能、振动能量等的利用越来越受到重视。相比于风能和太阳能两种十分受限于自然环境条件的能量，振动能量的采集因其实用性和功率密度等优势脱颖而出。
最有前途的技术之一是使用能量再生减震器(ERSAS)来清除悬架系统中的振动能量。但是过去的研究表明，线性电磁收集器和液压ERSA由于转换效率低下，制造成本高，功率密度低，液压回路中的能量耗散以及复杂的系统而无效，因此有必要进行改进。
发明内容
针对现有技术中车辆运行中悬架系统浪费的动能的采集利用问题，本发明提供了一种能量再生减震机构。
本发明采用的技术方案如下：
一种能量再生减震机构，包括能量输入模块，所述能量输入模块连接有运动转换模块，所述运动转换模块连接有能量输出与存储模块，所述能量输入模块包括苏格兰轭机构，所述运动转换模块包括与能量输出与存储模块相连的主齿轮和与苏格兰轭机构相连的传动轴，所述传动轴上设置有与主齿轮啮合的传动齿轮。
采用该技术方案后，本发明利用自动运动转换的苏格兰轭机构进行能量的收集和输入，可以获得更高的电力输出、效率和稳定性，将车辆中发生的振动转换为单向旋转，以实现高效发电。此外，设计的原型可以轻松安装，以取代无人驾驶电动巴士上的传统减震器。
作为优选，所述能量输入模块包括上缸、下缸和固定架，所述固定架包括竖板和两个横板，两个横板之间设置有间隙，所述苏格兰轭机构包括设置在所述间隙内的连接盘，所述连接盘的外部连接有两个支杆，两个所述支杆分别穿过两个所述横板，且所述支杆与横板滑动连接，其中一个所述支杆与所述上缸固定连接，所述固定架靠近另一个支杆的一侧与所述下缸固定连接，所述连接盘上开设有条形槽，所述条形槽内设置有滑动杆，所述滑动杆的一端伸出所述条形槽且连接有旋转盘。
采用该技术方案后，当车辆速度变化如启动、制动、加速减速等，以及遇到崎岖道路时，悬架系统发生振动，带动上缸与下缸产生位移，进而带动苏格兰轭机构沿线性轴承线性往复运动，旋转盘在滑动杆的从动力作用下实现线性运动转换为旋转运动，再通过运动转换模块将改变转动方向，最终带动发电机主轴沿着同一方向旋转发电，提高了发电效率，产生的电量存储在超级电容中。基于此苏格兰轭机构的新型能量再生减震器，实现了振动能量的回收利用，减少了能量浪费。
作为优选，两个所述支杆对称设置在所述旋转盘上，所述支杆的延伸方向与所述条形槽的延伸方向垂直，所述滑动杆与所述旋转盘的圆周边缘处连接。
作为优选，两个所述横板上均设置有线性轴承，所述支杆通过所述线性轴承与横板滑动连接。
采用该技术方案后，线性轴承能够使其随着上缸相对于下缸移动时做线性运动，且线性轴承传动更加平稳，安装间隙小，传递效率高。
作为优选，所述传动齿轮设置有两个，两个所述传动齿轮分别为第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮相对设置，所述第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮与传动轴之间通过单向滚针轴承传动。
采用该技术方案后，在单向滚针轴承作用下，所述第二圆锥齿轮的单向滚针轴承顺时针带动传动轴有效转动，带动主齿轮顺时针旋转，进而带动发电机主轴顺时针旋转；所述第一圆锥齿轮的单向轴承逆时针带动传动轴有效转动，带动主齿轮逆时针旋转，进而带动发电机主轴逆时针旋转，以此就可以实现旋转盘双向旋转最终转换为发电机主轴的单向旋转，提高了动能采集效率和发电功率。
作为优选，所述能量输出与存储模块为发电机。
作为优选，所述发电机为无刷直流电机。
采用该技术方案后，运动转换模块与无刷直流发电机连接，无刷直流电机将运动转换模块的转动能量转换为电能，通过内置增速器的增速后，使无刷直流电机的输入轴转速增加，提高了发电效率，实现振动能量的回收利用。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明利用自动运动转换的苏格兰轭机构进行能量的收集和输入，可以获得更高的电力输出、效率和稳定性，将车辆中发生的振动转换为单向旋转，以实现高效发电。此外，设计的原型可以轻松安装，以取代无人驾驶电动巴士上的传统减震器。
2.当车辆速度变化如启动、制动、加速减速等，以及遇到崎岖道路时，悬架系统发生振动，带动上缸与下缸产生位移，进而带动苏格兰轭机构沿线性轴承线性往复运动，旋转盘在滑动杆的从动力作用下实现线性运动转换为旋转运动，再通过运动转换模块将改变转动方向，最终带动发电机主轴沿着同一方向旋转发电，提高了发电效率，产生的电量存储在超级电容中。基于此苏格兰轭机构的新型能量再生减震器，实现了振动能量的回收利用，减少了能量浪费。
3.在单向滚针轴承作用下，所述第一圆锥齿轮的单向滚针轴承顺时针带动传动轴有效转动，带动主齿轮顺时针旋转，进而带动发电机主轴顺时针旋转；所述第二圆锥齿轮的单向轴承逆时针带动传动轴有效转动，带动主齿轮逆时针旋转，进而带动发电机主轴逆时针旋转，以此就可以实现旋转盘双向旋转最终转换为发电机主轴的单向旋转，提高了动能采集效率和发电功率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的去掉上缸和下缸后的结构示意图；
图3为图2的左视图；
其中，1-上缸，2-下缸，3-支杆，4-线性轴承，5-连接盘，6-旋转盘，7-固定架，8-第一圆锥齿轮，9-第二圆锥齿轮，10-条形槽，11-单向滚针轴承，12-传动轴，13-主齿轮，14-发电机。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种能量再生减震机构，包括能量输入模块，所述能量输入模块连接有运动转换模块，所述运动转换模块连接有能量输出与存储模块，所述能量输入模块包括苏格兰轭机构，所述运动转换模块包括与能量输出与存储模块相连的主齿轮13和与苏格兰轭机构相连的传动轴12，所述传动轴12上设置有与主齿轮13啮合的传动齿轮。
本实施例中，所述能量输入模块包括上缸1、下缸2和固定架7，所述固定架7包括竖板和两个横板，两个横板之间设置有间隙，所述苏格兰轭机构包括设置在所述间隙内的连接盘5，所述连接盘5的外部连接有两个支杆3，两个所述支杆3分别穿过两个所述横板，且所述支杆3与横板滑动连接，其中一个所述支杆3与所述上缸1通过螺栓固定连接，所述固定架7靠近另一个支杆3的一侧与所述下缸2通过螺栓固定连接，所述连接盘5上开设有条形槽10，所述条形槽10内设置有滑动杆，所述滑动杆的一端伸出所述条形槽10且连接有旋转盘6。
本实施例中，两个所述支杆3对称设置在所述旋转盘6上，所述支杆3的延伸方向与所述条形槽10的延伸方向垂直，所述滑动杆与所述旋转盘6的圆周边缘处连接。
本实施例中，两个所述横板上均设置有线性轴承4，所述支杆3通过所述线性轴承4与横板滑动连接。
本实施例中，所述传动齿轮设置有两个，两个所述传动齿轮分别为第一圆锥齿轮8和第二圆锥齿轮9，所述第一圆锥齿轮8和第二圆锥齿轮9相对设置，所述第一圆锥齿轮8和第二圆锥齿轮9与传动轴12之间通过单向滚针轴承11传动。
本实施例中，所述传动轴12通过普通轴承与固定架7的竖板连接，传动轴12的末端与固定架7最右侧的竖板外侧安装轴支撑板，用螺栓固定。
本实施例中，所述能量输出与存储模块为发电机14。
本实施例中，所述发电机14为无刷直流电机。
参照图1-图3，本发明的使用方法如下：
本装置安装在车辆悬挂系统中，上缸1与车身相连，下缸2与底盘相连，用于采集车辆悬架中由于振动产生的机械能，通过运动转换模块将机械能转换为电能，供给NEDB的腋窝装置使用，当车辆运动过程中速度发生变化如：加速、减速、启动、制动、转弯、下坡等，或者车辆行驶遇到崎岖颠簸路段时，上下缸将随振动发生相对位移。
当上缸1相对于下缸2向下运动时：
支杆3随上缸1沿线性轴承4向下运动，连接盘5带动旋转盘6上的滑动杆从动，旋转盘6顺时针旋转，带动传动轴12顺时针旋转，此时，第二圆锥齿轮9内单向滚针轴承11啮合，第二圆锥齿轮9顺时针旋转，带动主齿轮13逆时针旋转(俯视)，进而带动无刷直流电机主轴逆时针旋转发电。
当上缸1相对于下缸2向上运动时：
支杆3随上缸沿线性轴承4向上运动，连接盘5带动旋转盘6上的滑动杆从动，旋转盘6逆时针旋转，带动传动轴12逆时针旋转，此时，第一圆锥齿轮8内单向滚针轴承11啮合，第一圆锥齿轮8逆时针旋转，带动主齿轮13逆时针旋转(俯视)，进而带动无刷直流电机主轴逆时针旋转发电。
最后由输出端输出电量，为NEDB的腋窝装置提供动力。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种能量再生减震机构，其特征在于：包括能量输入模块，所述能量输入模块连接有运动转换模块，所述运动转换模块连接有能量输出与存储模块，所述能量输入模块包括苏格兰轭机构，所述运动转换模块包括与能量输出与存储模块相连的主齿轮(13)和与苏格兰轭机构相连的传动轴(12)，所述传动轴(12)上设置有与主齿轮(13)啮合的传动齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：所述能量输入模块包括上缸(1)、下缸(2)和固定架(7)，所述固定架(7)包括竖板和两个横板，两个横板之间设置有间隙，所述苏格兰轭机构包括设置在所述间隙内的连接盘(5)，所述连接盘(5)的外部连接有两个支杆(3)，两个所述支杆(3)分别穿过两个所述横板，且所述支杆(3)与横板滑动连接，其中一个所述支杆(3)与所述上缸(1)固定连接，所述固定架(7)靠近另一个支杆(3)的一侧与所述下缸(2)固定连接，所述连接盘(5)上开设有条形槽(10)，所述条形槽(10)内设置有滑动杆，所述滑动杆的一端伸出所述条形槽(10)且连接有旋转盘(6)。
3.根据权利要求2所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：两个所述支杆(3)对称设置在所述旋转盘(6)上，所述支杆(3)的延伸方向与所述条形槽(10)的延伸方向垂直，所述滑动杆与所述旋转盘(6)的圆周边缘处连接。
4.根据权利要求2-3任一项所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：两个所述横板上均设置有线性轴承(4)，所述支杆(3)通过所述线性轴承(4)与横板滑动连接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：所述传动齿轮设置有两个，两个所述传动齿轮分别为第一圆锥齿轮(8)和第二圆锥齿轮(9)，所述第一圆锥齿轮(8)和第二圆锥齿轮(9)相对设置，所述第一圆锥齿轮(8)和第二圆锥齿轮(9)与传动轴(12)之间通过单向滚针轴承(11)传动。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：所述能量输出与存储模块为发电机(14)。
7.根据权利要求6所述的一种能量再生减震机构，其特征在于：所述发电机(14)为无刷直流电机。
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| CN202310413755.3A CN116566119A (zh) | 2023-04-18 | 2023-04-18 | 一种能量再生减震机构 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117481071A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-02-02 | 中国农业大学 | 一种鱼缸除垢机器人 |
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2023
- 2023-04-18 CN CN202310413755.3A patent/CN116566119A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117481071A (zh) * | 2024-01-02 | 2024-02-02 | 中国农业大学 | 一种鱼缸除垢机器人 |
| CN117481071B (zh) * | 2024-01-02 | 2024-04-26 | 中国农业大学 | 一种鱼缸除垢机器人 |
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Legal Events
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