CN203892132U - 一种车辆振动能量回收发电系统 - Google Patents

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李泉
孙黎明
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

一种车辆振动能量回收发电系统，包括推杆、齿轮齿条箱、齿轮轴、棘轮机构、动力输出轴、万向传动装置、少齿差行星齿轮机构、速差离合器、发电机、整流器；推杆上端与车架相连，下端插入齿轮齿条箱中；齿轮齿条箱下端与车桥相连，其中的齿轮与棘轮机构分别装在推杆下端的齿轮轴和动力输出轴上；棘轮机构包括棘轮、棘爪与棘爪固定轮，且两个棘轮内齿反向安装，以实现动力输出轴单向连续转动；当车辆行驶时，车桥相对车架的上下运动使齿条带动齿轮与棘轮转动，并将此运动通过动力输出轴、万向传动装置、少齿差行星齿轮机构与速差离合器传递给发电机，发电机将此动能转变成电能，并经整流器整流后输给外电路，实现振动能量的回收发电。

Description

一种车辆振动能量回收发电系统
[技术领域]
本实用新型涉及一种振动能量回收发电系统，尤其涉及一种将车辆的振动能量回收发电的系统，属于能量回收技术。 
[背景技术]
振动几乎无处不在，而振动能量是一种可再生的清洁能源。以前人们对振动能量的利用很少，如由路面凹凸不平激励而引起的车架相对车桥的上下振动能量，基本是通过减振设备转化为内能而被耗散掉的，未曾获得有效利用。 
近年来，随着能源短缺以及人们节能环保意识的提高，回收利用振动能量的系统或装置越来越多地被关注和研究。目前回收车辆振动能量的方式主要有两大类，即将振动能量转变为电能，或将振动能量转变为液压能。就现有资料来看，将振动能量转变为电能的研究较多，主要有电磁线圈式和电磁发电机式两种实现方式。现有电磁发电机式振动能量回收发电系统在实现发电机转子单向连续稳定运转方面还存在诸多不足。 
[实用新型内容]
为克服现有电磁发电机式振动能量回收发电系统所存在的上述不足，本实用新型提供了一种基于齿轮齿条、棘轮机构、少齿差行星齿轮机构、速差离合器等部件的车辆振动能量回收发电系统，该系统能实现发电机转子单向连续稳定运转，在回收振动能量的同时有效保护发电机不受损。 
为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现： 
一种车辆振动能量回收发电系统，包括推杆、齿轮齿条箱、齿轮轴、棘轮机构、动力输出轴、万向传动装置、少齿差行星齿轮机构、速差离合器、发电机、整流器；所述推杆上端与车架连接，下端插入所述齿轮齿条箱中；所述齿轮齿条箱下端与车桥连接，其内部固定有齿条以及与齿条啮合的齿轮和棘轮机构；所述推杆下端装有所述齿轮轴与动力输出轴，所述齿轮轴上装有与齿条相啮合的齿轮，所述动力输出轴上装有所述棘轮机构；所述棘轮机构包括大小两个棘轮、棘爪与棘爪固定轮，所述大棘轮与齿条直接啮合，所述小棘轮只与齿轮啮合，所述棘爪固定轮与动力输出轴固定连接，所述两个棘轮内齿反向安装，且棘轮、齿轮与齿条间的传动比可实现齿条在上下运动时所述动力输出轴单向连续转动；考虑到各部件间的相对运动，所述动力输出轴的动力通过所述万向传动装置传给所述少齿差行星齿轮机构； 所述发电机固定安装于车架上，为保护发电机，在所述少齿差行星齿轮机构与所述发电机之间采用了所述速差离合器；当车辆行驶时，车桥相对车架的上下运动使齿条带动齿轮与所述棘轮转动，所述动力输出轴将此动力通过所述万向传动装置、少齿差行星齿轮机构与速差离合器传递给所述发电机；所述发电机将此动能转变成电能，并经所述整流器整流后输给外电路，实现振动能量的回收发电。 
本实用新型所达到的有益效果在于：通过合理构造车架相对车桥的振动能量传递路径，优化匹配各动力转换机构，实现了车辆振动能量回收发电系统中发电机转子的单向连续稳定运转，在回收振动能量的同时可有效保护发电机不受损。 
[附图说明]
图1是本实用新型一种车辆振动能量回收发电系统的组成结构示意图。 
图2是推杆的结构示意图。 
图3是齿轮齿条箱的内部结构示意图。 
图4是本实用新型实施例在车辆上的安装结构示意图。 
附图中：1-推杆；2-侧盖；3-齿轮齿条箱；4-万向传动装置；5-少齿差行星齿轮机构；6-速差离合器；7-发电机；8-导线；9-整流器；10-大棘轮；11-齿轮；12-齿轮轴；13-小棘轮；14-齿条；15-动力输出轴；16-车架；17-车桥。 
[具体实施方式]
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 
参见图1，此为本实用新型的一种具体系统组成结构示意图，该系统包括推杆1、侧盖2、齿轮齿条箱3、万向传动装置4、少齿差行星齿轮机构5、速差离合器6、发电机7、导线8和整流器9；推杆1上端将与车架连接，其下端插入齿轮齿条箱3中；齿轮齿条箱3的下端将与车桥连接；推杆1与齿轮齿条箱3间的相对运动在齿轮齿条箱3中转变成旋转运动，考虑到各部件间的相对运动，此旋转运动通过万向传动装置4传出，并由少齿差行星齿轮机构5提速后输入速差离合器6中；当少齿差行星齿轮机构5的输出转速低于发电机7的旋转速度时，速差离合器6自动脱开，起到保护发电机7的作用；发电机7在速差离合器6的驱动下旋转，将动能转变成电能，并由导线8将此电能输给整流器9整流后供给外电路。 
参见图2和图3，在此具体实施例中，推杆1下端装有齿轮轴12与动力输出轴15；齿轮轴12上装有与齿条14相啮合的齿轮11，动力输出轴15上装有棘轮机构(包括大小两个棘轮、棘爪与棘爪固定轮)；大棘轮10与齿条14直接啮合，小棘轮13只与齿轮12啮合， 两棘爪固定轮与动力输出轴15固定连接；棘轮10与13的内齿反向安装，当齿条14向上运动时，齿轮11逆时针转动，并带动与之啮合的小棘轮13顺时针转动，动力由小棘轮13的棘爪固定轮传给动力输出轴15，使动力输出轴15顺时针转动，此时大棘轮10在其棘爪固定轮上空转，当齿条14向下运动时，大棘轮10顺时针转动，小棘轮13在其棘爪固定轮上空转，动力由大棘爪固定轮传给动力输出轴15，依然使动力输出轴15顺时针转动；此外，两棘轮10与13、齿轮11与齿条14间的传动比可实现齿条14在上下运动时动力输出轴15单向连续转动。 
参见图4，在此具体实施例中，推杆1上端与车架16连接，其下端插入齿轮齿条箱3中；齿轮齿条箱3的下端与车桥17连接；发电机7与少齿差行星齿轮机构5均固定安装于车架16上；车辆行驶时，车桥17相对车架16的上下运动使推杆1与齿轮齿条箱3相对运动，该运动在齿轮齿条箱3中被转换，然后通过万向传动装置4、少齿差行星齿轮机构5、速差离合器6传给发电机7，发电机7将此动能转变成电能，并经整流器9整流后输给外电路，实现振动能量的回收发电。 
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可做出多种改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种车辆振动能量回收发电系统，包括推杆、齿轮齿条箱、齿轮轴、棘轮机构、动力输出轴、万向传动装置、少齿差行星齿轮机构、速差离合器、发电机、整流器，其特征在于：所述推杆上端与车架连接，下端插入所述齿轮齿条箱中，所述齿轮齿条箱下端与车桥连接，其内部固定有齿条以及与齿条啮合的齿轮和棘轮机构，车辆行驶时，所述动力输出轴将动力通过所述万向传动装置、少齿差行星齿轮机构与速差离合器传递给所述发电机，所述发电机将此动能转变成电能，并经所述整流器整流后输给外电路。 
2.根据权利要求1所述的一种车辆振动能量回收发电系统，其特征在于：推杆下端装有齿轮轴与动力输出轴，齿轮轴上装有与齿条相啮合的齿轮，动力输出轴上装有棘轮机构。 
3.根据权利要求1所述的一种车辆振动能量回收发电系统，其特征在于：棘轮机构包括大小两个棘轮、棘爪与棘爪固定轮，大棘轮与齿条直接啮合，小棘轮只与齿轮啮合，棘爪固定轮与动力输出轴固定连接，两个棘轮内齿反向安装，且棘轮、齿轮与齿条间的传动比可实现齿条在上下运动时动力输出轴单向连续转动。 
4.根据权利要求1所述的一种车辆振动能量回收发电系统，其特征在于：考虑到各部件间的相对运动，动力输出轴的动力通过万向传动装置传给少齿差行星齿轮机构。 
5.根据权利要求1所述的一种车辆振动能量回收发电系统，其特征在于：发电机固定安装于车架上，为保护发电机，在少齿差行星齿轮机构与发电机之间采用了速差离合器。 
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