CN209472526U - 具有电能放大功能的汽车震动发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有电能放大功能的汽车震动发电装置，包括与减震器连接的放大机构和与放大机构连接的发电机构，放大机构包括连接杆、支座和安装座，支座上端铰接在连接杆上，支座与连接杆的铰接点到减震器的距离小于支座与连接杆的铰接点到安装座的距离，发电机构包括中空的感应线圈体和与安装座固定连接并在安装座的带动下能够在感应线圈体的中空结构内往复移动的永磁体。本实用新型的发电装置在汽车小幅度的震动时也能输出大的感应电流对蓄电池进行充电，避免了汽车小幅度震动时导致的输出电能不足而无法对蓄电池进行充电的问题，有效的提高了汽车震动过程中机械能的利用率。

Description

具有电能放大功能的汽车震动发电装置

技术领域

本实用新型设计汽车能量利用技术领域，具体为一种具有电能放大功能的汽车震动发电装置。

背景技术

悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统，而这个结构系统包含了减震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击，这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架系统来吸收的。汽车震动所产生的机械能大部分都是通过热能的形式而消耗掉的。

目前，针对汽车行驶过程中由于震动所产生的机械能的能量转化方面的研究也越来越多，主要方向是在汽车的减震器处安装发电装置，通过汽车震动时带动减震器震动，再利用安装在减震器处的发电装置将震动过程中产生的机械能转化为电能，并将该电能整流后对蓄电池进行充电，这种能量转化的方式在实际使用过程中却存在问题：随着国家经济的发展，各地道路的修建也越来越完善，道路的平整度也越来越好，因此汽车在这些道路上行驶时，大部分的时候都是很小幅度的震动，当汽车震动幅度过小时，汽车震动产生的机械能也较小，机械能转化成的电能也较小，由于在对蓄电池进行充电的充电系统中有较多的电器元件，如二极管、IGBT等，而二极管在使用过程中需要加在其两端的电压大于一定的值才可以导通即开启电压，当汽车震动较小导致转化成的电能较小时，该电能将不足以使充电系统导通进行对蓄电池充电，进而将导致这部分的能量的浪费，降低了汽车震动过程中机械能的利用率。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种能有效提高汽车震动过程中机械能利用率的的震动发电装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种具有电能放大功能的汽车震动发电装置，包括与减震器连接的放大机构和与所述放大机构连接的发电机构，所述放大机构包括连接杆、支座和安装座，所述连接杆的一端开设有沿所述连接杆长度方向的第一条形孔，所述连接杆的另一端开设有沿所述连接杆长度方向的第二条形孔，减震器上设有第一凸起，第一凸起穿设在所述第一条形孔内并能够沿所述第一条形孔滑动，所述安装座上设有第二凸起，所述第二凸起穿设在所述第二条形孔内并能够沿所述第二条形孔滑动，所述支座下端固定在汽车车架上，所述支座上端铰接在所述连接杆上，所述支座与所述连接杆的铰接点到减震器的距离小于所述支座与所述连接杆的铰接点到所述安装座的距离，所述发电机构包括具有中空结构的感应线圈体和与所述安装座固定连接的永磁体，所述永磁体能够在所述感应线圈体的中空结构内往复移动。

本实用新型的工作原理在于：当减震器在汽车震动作用下运动时，第一凸起带动减震器在第一条形孔内滑动，从而使得减震器能够保持在竖向方向的运动，同时，第二凸起带动安装座在第二条形孔内滑动，也使得安装座带动永磁体在竖向方向的运动，由于支座与连接杆的铰接点到减震器的距离小于支座与连接杆的铰接点到所述安装座的距离，减震器作为动力端，在减震器、连接杆、支座和安装座之间形成费力杠杆，根据费力杠杆动力端移动距离比阻力端移动距离小的特点，此时减震器移动的距离将小于安装座移动的距离，这样就把减震器端汽车小的震动幅度转化成了安装座端大的震动幅度。

安装座在减震器的作用下产生大的震动幅度，此时安装座将带动永磁体沿感应线圈体的中心轴线以大的幅度移动，即永磁体与感应线圈体之间有大的相对运动，感应线圈体相对永磁体而言将以大的速度切割永磁体产生的磁力线，根据感应电势的计算公式：E= BLvsinθ；

其中：B为磁感应强度、L感应线圈长度、v切割速度及θ为v和B方向间的夹角；

此时在感应线圈体内由于大的切割速度而会产生大的感应电势，进而产生大的感应电流对蓄电池进行充电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过将汽车小的震动幅度转化为发电机构中永磁体大的震动幅度，使得永磁体与感应线圈体之间产生大的相对切割速度，从而在感应线圈体内产生大的感应电势进而产生大的感应电流对蓄电池进行充电。因此本实用新型的发电装置在汽车小幅度的震动时也能输出大的感应电流对蓄电池进行充电，避免了汽车小幅度震动时导致的输出电能不足而无法对蓄电池进行充电的问题，有效的提高了汽车震动过程中机械能的利用率。

优选的，还包括导向机构，所述导向机构包括位于所述永磁体正上方并固定在汽车车架上的导向块，所述导向块上竖向开设有开口向下的导向孔，所述永磁体上端固定连接有导向杆，所述导向杆从下向上伸入所述导向孔内并能够沿所述导向孔轴向滑动。

这样，当永磁体在上下往复移动的过程中，导向杆在导向孔的限制下沿导向孔轴向滑动，从而对永磁体的上下往复移动进行导向，使得永磁体始终沿感应线圈体的中心轴线移动。

优选的，所述导向块的下端还安装有橡胶垫。

这样，通过在导向块下端设置橡胶垫，利用橡胶垫提供的缓冲作用，避免了永磁体与导向块之间的直接碰撞。

优选的，所述导向块的下端以所述永磁体的纵向轴线为中心对称设置有两个排气杆，所述永磁体上开设有排气孔，所述排气孔包括竖向排气段和横向排气段，所述排气杆下端伸入所述竖向排气段内并可沿所述竖向排气段上下滑动，所述横向排气段一端与所述竖向排气段相连通，所述横向排气段另一端穿过所述永磁体并朝向所述感应线圈体。

这样，当汽车发生震动，永磁体在安装座的作用下向上移动时，由于导向块是固定不动的，则安装在导向块下端的排气杆将在竖向排气段内向下滑动，导向杆在向下滑动的过程中将促使竖向排气段内的空气经横向排气段后排出，由于横向排气段穿过永磁体并朝向感应线圈体，因此排出的空气将吹向感应线圈体。

感应线圈体在切割磁力线产生感应电流的过程中，感应线圈体在感应电流的作用下会产生大量的热量，该热量会促使感应线圈体的温度升高，温度过高时还会造成感应线圈体的烧坏，通过设置排气杆和排气孔，在永磁体移动的过程中，利用排气杆将排气孔内的空气排出并吹向感应线圈体，由此对感应线圈体起到散热降温的效果，有效降低了感应线圈体烧坏的概率。

优选的，所述横向排气段为锥形结构，所述横向排气段锥形结构的小端与所述竖向排气段相连通。

这样，将横向排气段设为锥形结构，使得朝向感应线圈体一端具有大的排气空间，这样排出的空气可以对更大范围的感应线圈体进行散热降温。

优选的，所述感应线圈体包括开设有安装槽的硅钢片和放置在所述硅钢片的安装槽内的感应线圈。

这样，硅钢片是一种常用的导磁材料，其使用成本较低，可有效降低整个发电装置的使用成本。

优选的，所述永磁体为粘接钕铁硼永磁体。

这样，粘结钕铁硼各个方向都有磁性，耐腐蚀，适合汽车的使用环境，同时这种材料十分常用，成本也较低。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1本实用新型具有电能放大功能的汽车震动发电装置具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：减震器1、连接杆2、支座3、安装座4、永磁体5、横向排气段6、竖向排气段7、导向杆8、排气杆9、导向块10、橡胶垫11、感应线圈体12、第一凸起13、第二凸起14。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如附图1所示，一种具有电能放大功能的汽车震动发电装置，包括与减震器1连接的放大机构和与放大机构连接的发电机构，放大机构包括连接杆2、支座3和安装座4，连接杆2的一端开设有沿连接杆2长度方向的第一条形孔，连接杆2的另一端开设有沿连接杆2长度方向的第二条形孔，减震器1上设有第一凸起13，第一凸起13穿设在第一条形孔内并能够沿第一条形孔滑动，安装座4上设有第二凸起，第二凸起穿设在第二条形孔内并能够沿第二条形孔滑动，支座3下端固定在汽车车架上，支座3上端铰接在连接杆2上，支座3与连接杆2的铰接点到减震器1的距离小于支座3与连接杆2的铰接点到安装座4的距离，本实施例中，支座3与连接杆2的铰接点到减震器1的距离为支座3与连接杆2的铰接点到安装座4的距离的三分之一到四分之一，发电机构包括具有中空结构的感应线圈体12和与安装座4固定连接的永磁体5，永磁体5能够在感应线圈体12的中空结构内往复移动。永磁体5为粘接钕铁硼永磁体5。

本实用新型的工作原理在于：当减震器1在汽车震动作用下运动时，第一凸起带动减震器1在第一条形孔内滑动，从而使得减震器1能够保持在竖向方向的运动，同时，第二凸起带动安装座4在第二条形孔内滑动，也使得安装座4带动永磁体5在竖向方向的运动，由于支座3与连接杆2的铰接点到减震器1的距离小于支座3与连接杆2的铰接点到安装座4的距离，减震器1作为动力端，在减震器1、连接杆2、支座3和安装座4之间形成费力杠杆，根据费力杠杆动力端移动距离比阻力端移动距离小的特点，此时减震器1移动的距离将小于安装座4移动的距离，这样就把减震器1端汽车小的震动幅度转化成了安装座4端大的震动幅度。

安装座4在减震器1的作用下产生大的震动幅度，此时安装座4将带动永磁体5沿感应线圈体12的中心轴线以大的幅度移动，即永磁体5与感应线圈体12之间有大的相对运动，感应线圈体12相对永磁体5而言将以大的速度切割永磁体5产生的磁力线，根据感应电势的计算公式：E=BLvsinθ；

其中：B为磁感应强度、L感应线圈长度、v切割速度及θ为v和B方向间的夹角；

此时在感应线圈体12内由于大的切割速度而会产生大的感应电势，进而产生大的感应电流对蓄电池进行充电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过将汽车小的震动幅度转化为发电机构中永磁体5大的震动幅度，使得永磁体5与感应线圈体12之间产生大的相对切割速度，从而在感应线圈体12内产生大的感应电势进而产生大的感应电流对蓄电池进行充电。因此本实用新型的发电装置在汽车小幅度的震动时也能输出大的感应电流对蓄电池进行充电，避免了汽车小幅度震动时导致的输出电能不足而无法对蓄电池进行充电的问题，有效的提高了汽车震动过程中机械能的利用率。

在本实施例中，该发电装置还包括导向机构，导向机构包括位于永磁体5正上方并固定在汽车车架上的导向块10，导向块10上竖向开设有开口向下的导向孔，永磁体5上端固定连接有导向杆8，导向杆8从下到上伸入导向孔内并能够沿导向孔轴向滑动。

这样，当永磁体5在上下往复移动的过程中，导向杆8在导向孔的限制下沿导向孔上下滑动，从而对永磁体5的上下往复移动进行导向，使得永磁体5始终沿感应线圈体12的中心轴线移动。

在本实施例中，导向块10的下端还安装有橡胶垫11。

这样，通过在导向块10下端设置橡胶垫11，利用橡胶垫11提供的缓冲作用，避免了永磁体5与导向块10之间的直接碰撞。

在本实施例中，导向块10的下端以永磁体5的纵向轴线为中心对称设置有两个排气杆9，永磁体5上开设有排气孔，排气孔包括竖向排气段7和横向排气段6，横向排队端的水平轴线与永磁体5的水平轴线重合，排气杆9下端伸入竖向排气段7内并可沿竖向排气段7上下滑动，横向排气段6一端与竖向排气段7相连通，横向排气段6另一端穿过永磁体5并朝向感应线圈体12。

这样，当汽车发生震动，永磁体5在安装座4的作用下向上移动时，由于导向块10是固定不动的，则安装在导向块10下端的排气杆9将在竖向排气段7内向下滑动，导向杆8在向下滑动的过程中将促使竖向排气段7内的空气经横向排气段6后排出，由于横向排气段6穿过永磁体5并朝向感应线圈体12，因此排出的空气将吹向感应线圈体12。

感应线圈体12在切割磁力线产生感应电流的过程中，感应线圈体12在感应电流的作用下会产生大量的热量，该热量会促使感应线圈体12的温度升高，温度过高时还会造成感应线圈体12的烧坏，通过设置排气杆9和排气孔，在永磁体5移动的过程中，利用排气杆9将排气孔内的空气排出并吹向感应线圈体12，由此对感应线圈体12起到散热降温的效果，有效降低了感应线圈体12烧坏的概率。

在本实施例中，横向排气段6为锥形结构，横向排气段6锥形结构的小端与竖向排气段7相连通。

这样，将横向排气段6设为锥形结构，使得朝向感应线圈体12一端具有大的排气空间，这样排出的空气可以对更大范围的感应线圈体12进行散热降温。

在本实施例中，感应线圈体12包括开设有安装槽的硅钢片和放置在硅钢片的安装槽内的感应线圈。

这样，硅钢片是一种常用的导磁材料，其使用成本较低，可有效降低整个发电装置的使用成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照优选实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，包括与减震器连接的放大机构和与所述放大机构连接的发电机构，所述放大机构包括连接杆、支座和安装座，所述连接杆的一端开设有沿所述连接杆长度方向的第一条形孔，所述连接杆的另一端开设有沿所述连接杆长度方向的第二条形孔，减震器上设有第一凸起，第一凸起穿设在所述第一条形孔内并能够沿所述第一条形孔滑动，所述安装座上设有第二凸起，所述第二凸起穿设在所述第二条形孔内并能够沿所述第二条形孔滑动，所述支座下端固定在汽车车架上，所述支座上端铰接在所述连接杆上，所述支座与所述连接杆的铰接点到减震器的距离小于所述支座与所述连接杆的铰接点到所述安装座的距离，所述发电机构包括具有中空结构的感应线圈体和与所述安装座固定连接的永磁体，所述永磁体能够在所述感应线圈体的中空结构内往复移动。

2.如权利要求1所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构包括位于所述永磁体正上方并固定在汽车车架上的导向块，所述导向块上竖向开设有开口向下的导向孔，所述永磁体上端固定连接有导向杆，所述导向杆从下向上伸入所述导向孔内并能够沿所述导向孔轴向滑动。

3.如权利要求2所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，所述导向块的下端还安装有橡胶垫。

4.如权利要求2所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，所述导向块的下端以所述永磁体的纵向轴线为中心对称设置有两个排气杆，所述永磁体上开设有排气孔，所述排气孔包括竖向排气段和横向排气段，所述排气杆下端伸入所述竖向排气段内并能够沿所述竖向排气段上下滑动，所述横向排气段一端与所述竖向排气段相连通，所述横向排气段另一端穿过所述永磁体并朝向所述感应线圈体。

5.如权利要求4所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，所述横向排气段为锥形结构，所述横向排气段锥形结构的小端与所述竖向排气段相连通。

6.如权利要求1所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，所述感应线圈体包括开设有安装槽的硅钢片和放置在所述硅钢片的安装槽内的感应线圈。

7.如权利要求1所述的具有电能放大功能的汽车震动发电装置，其特征在于，所述永磁体为粘接钕铁硼永磁体。