CN117905839B - 一种车辆的机械式馈能减震器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的机械式馈能减震器及车辆，馈能减震器包括振动传导结构，振动传导结构包括输入轴、上侧单向离合器、下侧单向离合器、左侧传导件、右侧传导件、中心传导机构；输入轴在第一方向转动时，上传动件带动第一内圈转动，第一外圈转动使得左侧传导件转动，左侧传导件带动中心传导外圈转动使得中心传导内花键转动。输入轴在第二方向转动时，下传动件带动第二内圈转动，第二外圈转动使得右侧传导件转动，右侧传导件带动中心传导外圈转动，使得中心传导内花键转动。振动传导结构将输入轴的往复运动转化为中心传导机构的旋转运动实现减震，通过差速器增速，再传递到发电机中使发电机旋转进而输出电能实现能量回收。

Description

一种车辆的机械式馈能减震器及车辆

技术领域

本发明涉及车辆的减震技术领域，尤其涉及一种车辆的机械式馈能减震器及车辆。

背景技术

当车辆在道路上行驶时，因加速、制动、颠簸和过弯等情况使车辆产生纵向的震动，目前广泛使用安装在悬架上的液压减震器将震动能量转化为热能并将其散失到环境中来减少震动。对于回收车辆的震动能量，考虑到回收电能的稳定性与持久性，选择发电机作为产电装置更为理想。目前已有相关的车辆振动能量回收装置，如专利号201621213239 .8名称为“一种车辆振动能量回收装置”的中国专利，通过在磁铁放置壳内安装环形磁铁，在绕线杆上绕接铜线，车辆振动时，带动活动杆上下活动，铜线产生电流，存储在车辆电池内，并采用液压减震原理减轻车辆震动。但此装置还存在一些问题，首先液压装置存在漏油的风险，同时本装置电磁发电效率过低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种车辆的机械式馈能减震器及车辆，提高车辆运行稳定性和乘坐舒适性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：第一方面，一种车辆的机械式馈能减震器，包括振动传导结构，所述振动传导结构包括输入轴、仅单一方向传动的上侧单向离合器、仅单一方向传动的下侧单向离合器、左侧传导件、右侧传导件、中心传导机构；所述左侧传导件、右侧传导件具有半圆形的壳壁以及位于壳壁两侧的安装部；所述左侧传导件的安装部与所述右侧传导件的安装部紧固连接；所述中心传导机构包括同步转动的中心传导外圈与中心传导内花键；所述左侧传导件、右侧传导件与中心传导外圈同步转动；

所述输入轴具有上部螺纹槽、下部螺纹槽，所述上部螺纹槽、下部螺纹槽的旋向相同，所述上侧单向离合器包括第一内圈、第一中间传导件、第一外圈，所述第一内圈在一方向转动时所述第一外圈转动，所述第一内圈在另一方向转动时所述第一外圈不转动；所述第一内圈卡接有沿上部螺纹槽转动的上传动件，所述第一外圈与左侧传导件同步转动；

所述下侧单向离合器包括第二内圈、第二中间传导件、第二外圈，所述第二内圈在一方向转动时所述第二外圈不转动，所述第二内圈在另一方向转动时所述第二外圈转动；所述第二内圈卡接有沿下部螺纹槽转动的下传动件，所述第二外圈与右侧传导件同步转动；

所述输入轴在第一方向转动时，所述上传动件带动第一内圈转动，此时第一外圈转动使得左侧传导件转动，所述左侧传导件带动中心传导外圈转动，进而使得中心传导内花键转动；

所述输入轴在第二方向转动时，所述下传动件带动第二内圈转动，此时第二外圈转动使得右侧传导件转动，所述右侧传导件带动中心传导外圈转动，进而使得中心传导内花键转动。

优选的，所述中心传导机构的中心传导内花键与差速器的输入端键合连接，所述差速器的输出端接入交流发电机的输入端，所述交流发电机所输出的电能经整流电路储存于电容。

优选的，所述左侧传导件、右侧传导件的外部设置上外壳，所述上外壳底部与承托盘紧固连接，所述承托盘位于中心传导机构与差速器之间，所述差速器与直流发电机的外部设置下外壳，所述下外壳上部与承托盘紧固连接。

优选的，所述第一外圈与左侧传导件同步转动的方式为：所述第一外圈开设第一凹口，所述左侧传导件的上部开设第一槽口，第一键块置入第一凹口与第一槽口中；

所述左侧传导件与中心传导外圈同步转动的方式为：所述中心传导外圈开设第二凹口，所述左侧传导件的下部开设第二槽口，第二键块置入第二凹口与第二槽口中。

优选的，所述第二外圈与右侧传导件同步转动的方式为：所述第二外圈开设第三凹口，所述右侧传导件的中部开设第三槽口，第三键块置入第三凹口与第三槽口中；

所述右侧传导件与中心传导外圈同步转动的方式为：所述中心传导外圈开设第四凹口，所述右侧传导件的下部开设第四槽口，第四键块置入第四凹口与第四槽口中。

优选的，所述上侧单向离合器或下侧单向离合器采用单向超越离合器；所述输入轴的上部螺纹槽、下部螺纹槽的导程不同。

优选的，所述上传动件与上部螺纹槽的安装方式或者所述下传动件与下部螺纹槽的安装方式为：所述上传动件或下传动件具有圈体，所述圈体的外部具有与第一内圈的内凹口或第二内圈的内凹口配合的凸起，所述圈体开设横向贯通的通孔，所述通孔内设置滚珠体，所述滚珠体具有朝向圈体内侧凸出的滚珠头，所述滚珠头沿上部螺纹槽或下部螺纹槽的凹槽活动。

第二方面，一种车辆，包括上述的机械式馈能减震器，所述车辆包括悬架，所述悬架包括上支架、下支架、连接上支架与下支架的连接架，所述连接架的顶部具有顶部支架；

所述减震器的输入轴与第一连接座紧固连接，所述第一连接座与下支架铰接式安装，所述下外壳的外侧端安装抵挡板，所述抵挡板外侧安装第二连接座，所述第二连接座与顶部支架铰接式安装，弹簧一端与第一连接座相抵，弹簧另一端与抵挡板相抵。

本发明的有益效果是：无论输入轴处于第一方向的压缩或是第二方向的拉伸行程，都会将力传导至中心传导外圈，中心传导内花键都会转动。输入轴所产生的伸缩运动转换为中心传导内花键的转动，因此使得震动得到缓冲，没有直接传递至悬架上方的驾驶舱，提升悬架上方的驾驶舱的平稳性，提高车辆运行稳定性和乘坐舒适性。通过差速器增速，再传递到发电机中使发电机旋转进而输出电能实现能量回收。本发明结构简单，制造方便，成本低，可操作性强。

附图说明

图1是本发明的馈能减震器的外形结构示意图；

图2是隐藏上外壳、下外壳后的本发明的馈能减震器的结构示意图一；

图3是隐藏上外壳、下外壳后的本发明的馈能减震器的结构示意图二；

图4是隐藏上外壳、下外壳、右侧传导件后的本发明的馈能减震器的结构示意图；

图5是隐藏上外壳、下外壳、左侧传导件后的本发明的馈能减震器的结构示意图；

图6是本发明的馈能减震器与悬架的安装示意图；

其中：1、输入轴；101、上部螺纹槽；102、下部螺纹槽；

2、上侧单向离合器；201、第一内圈；202、第一中间传导件；203、第一外圈；

3、下侧单向离合器；301、第二内圈；302、第二中间传导件；303、第二外圈；

4、左侧传导件；

5、右侧传导件；

601、中心传导外圈；602、中心传导内花键；

701、上传动件；702、下传动件；

8、上外壳；9、下外壳；10、差速器；11、交流发电机；

1201、第一键块；1202、第二键块；1203、第三键块；1204、第四键块；

1301、上支架、1302、下支架、1303、连接架；1304、顶部支架；1305、第一连接座；1306、第二连接座；1307、抵挡板；1308、弹簧。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

第一方面，如图1-图5所示，一种车辆的机械式馈能减震器，包括振动传导结构，所述振动传导结构包括输入轴1、仅单一方向传动的上侧单向离合器2、仅单一方向传动的下侧单向离合器3、左侧传导件4、右侧传导件5、中心传导机构；所述左侧传导件4、右侧传导件5具有半圆形的壳壁以及位于壳壁两侧的安装部；所述左侧传导件4的安装部与所述右侧传导件5的安装部紧固连接；所述中心传导机构包括同步转动的中心传导外圈601与中心传导内花键602；所述左侧传导件4、右侧传导件5与中心传导外圈601同步转动；

所述输入轴1具有上部螺纹槽101、下部螺纹槽102，所述上部螺纹槽101、下部螺纹槽102的旋向相同，所述上侧单向离合器2包括第一内圈201、第一中间传导件202、第一外圈203，所述第一内圈201在一方向转动时所述第一外圈203转动，所述第一内圈201在另一方向转动时所述第一外圈203不转动；所述第一内圈201卡接有沿上部螺纹槽101转动的上传动件701，所述第一外圈203与左侧传导件4同步转动；

所述下侧单向离合器3包括第二内圈301、第二中间传导件302、第二外圈303，所述第二内圈301在一方向转动时所述第二外圈303不转动，所述第二内圈301在另一方向转动时所述第二外圈303转动；所述第二内圈301卡接有沿下部螺纹槽102转动的下传动件702，所述第二外圈303与右侧传导件5同步转动；

所述输入轴1在第一方向转动时，所述上传动件701带动第一内圈201转动，此时第一外圈203转动使得左侧传导件4转动，所述左侧传导件4带动中心传导外圈601转动，进而使得中心传导内花键602转动；

所述输入轴1在第二方向转动时，所述下传动件702带动第二内圈301转动，此时第二外圈303转动使得右侧传导件5转动，所述右侧传导件5带动中心传导外圈601转动，进而使得中心传导内花键602转动。

所述输入轴1的上部螺纹槽101、下部螺纹槽102的旋向相同、导程不同，所述上侧单向离合器2与下侧单向离合器3安装方向相反。当输入力施加在所述减震器输入轴1上，所述输入轴1的第一方向的压缩行程中，在输入轴1的上部螺纹槽101的作用下所述上传动件701带动第一内圈201转动，此时上侧单向离合器2的第一内圈201与第一外圈203通过第一中间传导件202处于内外接合状态，第一外圈203因此转动使得左侧传导件4转动，左侧传导件4带动中心传导外圈601转动，进而使得中心传导内花键602转动。

相反，在输入轴1的第二方向的拉伸行程中，在输入轴1的下部螺纹槽102的作用下所述下传动件702带动第二内圈301转动，此时下侧单向离合器3的第二内圈301与第二外圈303通过第二中间传导件302处于内外接合状态，第二外圈303因此转动使得右侧传导件5转动，右侧传导件5带动中心传导外圈601转动，进而使得中心传导内花键602转动。

无论输入轴1处于第一方向的压缩或是第二方向的拉伸行程，都会将力传导至中心传导外圈601，中心传导内花键602都会转动。当车辆的悬架震动时，悬架将力传递给输入轴1，输入轴1所产生的伸缩运动转换为中心传导内花键602的转动，因此使得震动得到缓冲，没有直接传递至悬架上方的驾驶舱，提升悬架上方的驾驶舱的平稳性，提高车辆运行稳定性和乘坐舒适性。

具体地，一种可选的实施方式中，如图2所示，所述中心传导机构的中心传导内花键602与差速器10的输入端键合连接，所述差速器10的输出端接入交流发电机11的输入端，所述交流发电机11所输出的电能经整流电路储存于电容。所述差速器10为行星齿轮差速器，差速比为1：10，通过差速器10进行增速。

具体地，一种可选的实施方式中，如图1所示，所述左侧传导件4、右侧传导件5的外部设置上外壳8，所述上外壳8底部与承托盘紧固连接，所述承托盘位于中心传导机构与差速器10之间，所述差速器10与直流发电机的外部设置下外壳9，所述下外壳9上部与承托盘紧固连接。上外壳8与下外壳9组成外壳，外壳用于保护内部零部件，为了减少减震器的质量，外壳采用铝合金材质。

具体地，一种可选的实施方式中，如图4所示，所述第一外圈203与左侧传导件4同步转动的方式为：所述第一外圈203开设第一凹口，所述左侧传导件4的上部开设第一槽口，第一键块1201置入第一凹口与第一槽口中。所述第一外圈203转动时通过第一键块1201使得左侧传导件4同步转动。

所述左侧传导件4与中心传导外圈601同步转动的方式为：所述中心传导外圈601开设第二凹口，所述左侧传导件4的下部开设第二槽口，第二键块1202置入第二凹口与第二槽口中。所述左侧传导件4转动时通过第二键块1202使得中心传导外圈601同步转动。

具体地，一种可选的实施方式中，如图3所示，所述第二外圈303与右侧传导件5同步转动的方式为：所述第二外圈303开设第三凹口，所述右侧传导件5的中部开设第三槽口，第三键块1203置入第三凹口与第三槽口中。所述第二外圈303转动时通过第三键块1203使得右侧传导件5同步转动。

所述右侧传导件5与中心传导外圈601同步转动的方式为：所述中心传导外圈601开设第四凹口，所述右侧传导件5的下部开设第四槽口，第四键块1204置入第四凹口与第四槽口中。所述右侧传导件5转动时通过第四键块1204使得中心传导外圈601同步转动。

具体地，一种可选的实施方式中，所述上侧单向离合器2或下侧单向离合器3采用单向超越离合器；所述输入轴1的上部螺纹槽101、下部螺纹槽102的导程不同。单向超越离合器仅为单向转动模式，即单向超越离合器在其内圈在一方向转动时其外圈转动，单向超越离合器在其内圈在另一方向转动时其外圈不转动。单向超越离合器采用楔块式超越离合器或滚珠式超越离合器或棘轮式超越离合器，单向超越离合器的中间传导件为楔块式结构或者滚珠式或者棘轮式结构。

具体地，一种可选的实施方式中，所述上传动件701与上部螺纹槽101的安装方式或者所述下传动件702与下部螺纹槽102的安装方式为：所述上传动件701或下传动件702具有圈体，所述圈体的外部具有与第一内圈201的内凹口或第二内圈301的内凹口配合的凸起，所述圈体开设横向贯通的通孔，所述通孔内设置滚珠体，所述滚珠体具有朝向圈体内侧凸出的滚珠头，所述滚珠头沿上部螺纹槽101或下部螺纹槽102的凹槽活动。

第二方面，如图6所示，一种车辆，包括上述的机械式馈能减震器，所述车辆包括悬架，所述悬架包括上支架1301、下支架1302、连接上支架1301与下支架1302的连接架1303，所述连接架1303的顶部具有顶部支架1304。

所述减震器的输入轴1与第一连接座1305紧固连接，所述第一连接座1305与下支架1302铰接式安装，所述下外壳9的外侧端安装抵挡板1307，所述抵挡板1307外侧安装第二连接座1306，所述第二连接座1306与顶部支架1304铰接式安装，弹簧1308一端与第一连接座1305相抵，弹簧1308另一端与抵挡板1307相抵。

通过上述悬架与减震器的安装结构，车辆在颠簸路面行驶时产生的垂向振动转化为减震器输入轴1的往复运动；所述振动传导结构将输入轴1的往复运动转化为中心传导机构的旋转运动实现减震；通过差速器10增速，再传递到发电机中使发电机旋转进而输出电能实现能量回收。本发明结构简单，制造方便，成本低，可操作性强。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (7)

1.一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：包括振动传导结构，所述振动传导结构包括输入轴（1）、仅单一方向传动的上侧单向离合器（2）、仅单一方向传动的下侧单向离合器（3）、左侧传导件（4）、右侧传导件（5）、中心传导机构；所述左侧传导件（4）、右侧传导件（5）具有半圆形的壳壁以及位于壳壁两侧的安装部；所述左侧传导件（4）的安装部与所述右侧传导件（5）的安装部紧固连接；所述中心传导机构包括同步转动的中心传导外圈（601）与中心传导内花键（602）；所述左侧传导件（4）、右侧传导件（5）与中心传导外圈（601）同步转动；

所述输入轴（1）具有上部螺纹槽（101）、下部螺纹槽（102），所述上部螺纹槽（101）、下部螺纹槽（102）的旋向相同，所述上侧单向离合器（2）包括第一内圈（201）、第一中间传导件（202）、第一外圈（203），所述第一内圈（201）在一方向转动时所述第一外圈（203）转动，所述第一内圈（201）在另一方向转动时所述第一外圈（203）不转动；所述第一内圈（201）卡接有沿上部螺纹槽（101）转动的上传动件（701），所述第一外圈（203）与左侧传导件（4）同步转动；

所述下侧单向离合器（3）包括第二内圈（301）、第二中间传导件（302）、第二外圈（303），所述第二内圈（301）在一方向转动时所述第二外圈（303）不转动，所述第二内圈（301）在另一方向转动时所述第二外圈（303）转动；所述第二内圈（301）卡接有沿下部螺纹槽（102）转动的下传动件（702），所述第二外圈（303）与右侧传导件（5）同步转动；

所述输入轴（1）在第一方向转动时，所述上传动件（701）带动第一内圈（201）转动，此时第一外圈（203）转动使得左侧传导件（4）转动，所述左侧传导件（4）带动中心传导外圈（601）转动，进而使得中心传导内花键（602）转动；

所述输入轴（1）在第二方向转动时，所述下传动件（702）带动第二内圈（301）转动，此时第二外圈（303）转动使得右侧传导件（5）转动，所述右侧传导件（5）带动中心传导外圈（601）转动，进而使得中心传导内花键（602）转动；

所述中心传导机构的中心传导内花键（602）与差速器（10）的输入端键合连接，所述差速器（10）的输出端接入交流发电机（11）的输入端，所述交流发电机（11）所输出的电能经整流电路储存于电容。

2.根据权利要求1所述的一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：所述左侧传导件（4）、右侧传导件（5）的外部设置上外壳（8），所述上外壳（8）底部与承托盘紧固连接，所述承托盘位于中心传导机构与差速器（10）之间，所述差速器（10）与直流发电机的外部设置下外壳（9），所述下外壳（9）上部与承托盘紧固连接。

3.根据权利要求1所述的一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：所述第一外圈（203）与左侧传导件（4）同步转动的方式为：所述第一外圈（203）开设第一凹口，所述左侧传导件（4）的上部开设第一槽口，第一键块（1201）置入第一凹口与第一槽口中；

所述左侧传导件（4）与中心传导外圈（601）同步转动的方式为：所述中心传导外圈（601）开设第二凹口，所述左侧传导件（4）的下部开设第二槽口，第二键块（1202）置入第二凹口与第二槽口中。

4.根据权利要求1所述的一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：所述第二外圈（303）与右侧传导件（5）同步转动的方式为：所述第二外圈（303）开设第三凹口，所述右侧传导件（5）的中部开设第三槽口，第三键块（1203）置入第三凹口与第三槽口中；

所述右侧传导件（5）与中心传导外圈（601）同步转动的方式为：所述中心传导外圈（601）开设第四凹口，所述右侧传导件（5）的下部开设第四槽口，第四键块（1204）置入第四凹口与第四槽口中。

5.根据权利要求1所述的一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：所述上侧单向离合器（2）或下侧单向离合器（3）采用单向超越离合器；所述输入轴（1）的上部螺纹槽（101）、下部螺纹槽（102）的导程不同。

6.根据权利要求1所述的一种车辆的机械式馈能减震器，其特征在于：所述上传动件（701）与上部螺纹槽（101）的安装方式或者所述下传动件（702）与下部螺纹槽（102）的安装方式为：所述上传动件（701）或下传动件（702）具有圈体，所述圈体的外部具有与第一内圈（201）的内凹口或第二内圈（301）的内凹口配合的凸起，所述圈体开设横向贯通的通孔，所述通孔内设置滚珠体，所述滚珠体具有朝向圈体内侧凸出的滚珠头，所述滚珠头沿上部螺纹槽（101）或下部螺纹槽（102）的凹槽活动。

7.一种车辆，包括权利要求2所述的机械式馈能减震器，其特征在于：所述车辆包括悬架，所述悬架包括上支架（1301）、下支架（1302）、连接上支架（1301）与下支架（1302）的连接架（1303），所述连接架（1303）的顶部具有顶部支架（1304）；

所述减震器的输入轴（1）与第一连接座（1305）紧固连接，所述第一连接座（1305）与下支架（1302）铰接式安装，所述下外壳（9）的外侧端安装抵挡板（1307），所述抵挡板（1307）外侧安装第二连接座（1306），所述第二连接座（1306）与顶部支架（1304）铰接式安装，弹簧（1308）一端与第一连接座（1305）相抵，弹簧（1308）另一端与抵挡板（1307）相抵。