CN221003024U - 一种轮胎发电装置及能量回收轮胎 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮胎发电装置及能量回收轮胎,包括壳体、发电机，还包括转轴、滑条、顶杆、连接支架、传动杆，转轴水平设置在壳体内部，转轴上设置单向轴承，滑条与转轴通过单向轴承铰接，滑条上设置滑槽，滑槽内设置顶轮，顶轮可在滑槽内移动，顶杆一端与顶轮铰接，另一端与连接支架固定连接，传动杆一端与连接支架固定连接，另一端伸出壳体；还包括缓冲装置，缓冲装置用于将不连续的能量转换为连续的能量，缓冲装置的能量输入端连接转轴，缓冲装置的能量输出端连接发电机。

Description

一种轮胎发电装置及能量回收轮胎

技术领域

本实用新型属于汽车领域，具体涉及一种轮胎发电装置。

背景技术

随着新能源汽车的普及应用。不断提高人民的绿色环保意识，对续航能力的要求也越来越高。在人们驾驶电动车辆行驶过程中，经常出现车辆续航里程不足的情况。在车辆行驶过程中，由于车辆重力作用，轮胎一直处于压缩——复原——压缩——复原的周期性弹性形变过程中，如果将这部分轮胎弹性形变的弹性势能如果能回收利用，用于车辆的续航，则可以提高车辆的续航里程。

如申请号为2020102634740的发明专利，通过车轮外胎与地面接触产生压缩形变，形变使受力杆推动拨片，带动滚筒内齿轮转动，由此带动发动机发电。但是车辆行驶过程中，车轮转速较快，拨片之间存在空隙，可能会出现虽然轮胎变形使受力杆伸长，但是受力杆插入了拨片之间的空隙，接触不到拨片，就不能推动滚筒内的齿轮转动，就不能带动发动机发电，能量收集效率就会降低。

申请号为2018108108277的发明专利，通过利用汽车自身重量对轮胎接触地面部分所产生的压力变形，使其间接的对装在轮胎内部的发电模块施加压力使其发电，所发出的电经稳压、整流等处理后，对车载电池进行充电。但是该专利中的发电模块采用压力发电膜叠加而成，成本较高。如何设计一种能量收集效率高，制造成本低的轮胎发电装置，是现有技术存在的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种轮胎发电装置及能量回收轮胎。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种轮胎发电装置，包括壳体1、发电机2，其特征在于：还包括转轴3、滑条4、顶杆43、连接支架71、传动杆72，转轴3水平设置在壳体1内部，转轴3上设置单向轴承6，滑条4与转轴3通过单向轴承6铰接，滑条4上设置滑槽41，滑槽41内设置顶轮42，顶轮42可在滑槽41内移动，顶杆43一端与顶轮42铰接，另一端与连接支架71固定连接，传动杆72一端与连接支架71固定连接，另一端伸出壳体1；还包括缓冲装置8，缓冲装置用于将不连续的能量转换为连续的能量，缓冲装置8的能量输入端连接转轴3，缓冲装置8的能量输出端连接发电机2。

所述的一种轮胎发电装置，所述单向轴承6设置至少为两个，且每个单向轴承6可转动方向相同；顶杆43设置在在转轴3两侧，前后错开。

所述的一种轮胎发电装置，滑槽41长度大于顶轮42最大行程，轮胎挤压或者释放到极限位置时，42不会接触滑槽41最外侧；滑条4处于未发生旋转位置时，顶轮42不会接触到滑槽最内侧。

所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：传动杆72伸出壳体的一端设置用于和轮胎固定连接的橡胶条73。

所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：转轴3上设置防止转轴3倒转的止回轮31。

所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：缓冲装置8包括卷簧81、卷簧盒82、齿轮83，卷簧81内圈一端连接转轴3，外圈一端连接卷簧盒82，卷簧盒82与齿轮固定连接，齿轮83与发电机2齿轮配合。

所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：传动杆72位于壳体1和橡胶条73之间的部分设置挡片74，挡片74和壳体之间设置弹簧75。

一种能量回收轮胎，包括轮毂9，其特征在于：轮胎内安装如权利要求1-7所述的轮胎发电装置，其中壳体1与轮毂固定连接，橡胶条73与轮胎内壁固定连接；轮胎内设置穿过轮毂9的密封套91，发电机2输出线通过密封套91连接轮胎外部蓄电装置。

所述的一种能量回收轮胎，其特征在于：轮胎内安装的轮胎发电装置至少为2个，每个发电装置的发电机2输出线集束后通过密封套91连接轮胎外部蓄电装置。

相对于现有技术，本实用新型使用滑条和单向轴承配合，带动转轴转动，转轴转动的能量经缓冲装置缓冲后带动发电机发电，能量收集效率高，制造成本较低。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为本实用新型缓冲装置8剖视图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种轮胎发电装置，包括壳体1、发电机2，还包括转轴3、滑条4、顶杆43、连接支架71、传动杆72，转轴3水平设置在壳体1内部，转轴3上设置单向轴承6，滑条4与转轴3通过单向轴承6铰接，滑条4上设置滑槽41，滑槽41内设置顶轮42，顶轮42可在滑槽41内移动，顶杆43一端与顶轮42铰接，另一端与连接支架71固定连接，传动杆72一端与连接支架71固定连接，另一端伸出壳体；

还包括缓冲装置8，缓冲装置8的能量输入端连接转轴3，缓冲装置8的能量输出端连接发电机2；由于汽车高速行驶时车轮转速较快，汽车在时速120公里时，每秒约15转，此时传动杆冲击力大，往复时间短，直接与发电机相连，会产生强烈的顿挫感，发电机发电不稳定，同时对发电机有一定损害，为了收集瞬时能量同时减缓对发电机的冲击，将不连续的能量先由缓冲装置收集，然后连续地释放给发电机，使发电机安全、平稳地发电。

所述的一种轮胎发电装置，所述单向轴承6设置至少为两个，且每个单向轴承6可转动方向相同；顶杆43设置在在转轴3两侧，前后错开。设置多个单向轴承6，并使顶杆43分布在转轴两侧，有利于提升能量收集效率。轮胎压扁时，顶杆向上，滑条旋转，两侧滑条旋转方向不一样，一侧顺时针旋转，另一侧逆时针旋转，但是两侧滑条连接的单向轴承可旋转方向相同，因此只有一侧顶杆连接的单向轴承作为空转轴承，可以相对转轴转动，另一侧顶杆连接的单向轴承作为动力轴承，带动转轴一起转动；当轮胎回弹时，顶杆向下移动，两侧滑条旋转方向改变，原先的空转轴承变为动力轴承，原先的动力轴承变为空转轴承，转轴继续沿员转动方向旋转，由此可以使轮胎挤压和回弹时都进行发电。

所述的一种轮胎发电装置，滑槽41长度大于顶轮42最大行程，轮胎挤压或者释放到极限位置时，滑轮42不会接触滑槽41最外侧；滑条4处于未发生旋转原始位置时，顶轮42不会接触到滑槽最内侧。由于车辆高速行驶时车轮转速较快，顶轮在滑槽中移动也较快，接触到滑槽两侧边缘时冲击力较大，有可能造成装置损坏，因此将滑槽长度设置大于顶轮行程，使顶轮位于极限位置时也不会接触到滑槽边缘，以保护装置。。

所述的一种轮胎发电装置，传动杆72伸出壳体的一端设置用于和轮胎固定连接的橡胶条73。

所述的一种轮胎发电装置，转轴3上设置防止转轴3倒转的止回轮31，止回轮31为一单向轴承或棘轮，.单向轴承内圈与转轴固定连接，外圈与壳体1固定连接，可转动方向与和顶杆连接的单向轴承6的可转动方向相同。止回轮用于防止转轴倒转，转轴倒转会释放掉缓冲装置收集的能量，或者使发电机2的转子倒转。

所述的一种轮胎发电装置，缓冲装置8包括卷簧81、卷簧盒82、齿轮83，卷簧81内圈一端连接转轴3，外圈一端连接卷簧盒82，卷簧盒82与齿轮固定连接，齿轮83与发电机2齿轮配合。单向轴承6带动转轴3旋转时，转轴使卷簧收紧，此时不连续的能量储存在卷簧中，然后卷簧变松，能量连续地释放给齿轮，齿轮带动发电机2的转子转动，从而发电。

所述的一种轮胎发电装置，传动杆72位于壳体1和橡胶条73之间的部分设置挡片74，挡片74和壳体之间设置弹簧75。挡片74和弹簧75用于是轮胎回弹，轮胎挤压变形时，由于壳体1固定不动，橡胶条带动传动杆向上移动，挡片也向上移动，弹簧收缩，一部分能量储存在弹簧中。轮胎回弹时，弹簧中储存的能量释放出来，帮助轮胎回弹，这样设计的原因是如果仅靠轮胎自身形变回复的力带动传动杆复位，这个力是轮胎作用在橡胶条上的，即轮胎给橡胶条一个向外的拉力，这个拉力可能会使轮胎与橡胶条的固定变得不稳定，长时间工作可能会使轮胎与橡胶条分离，而弹簧储存的能量可以帮助橡胶条复位，且这个力是对橡胶条的推力，这个推力可以减轻轮胎对橡胶条的拉力，从而使橡胶条与轮胎的结合更加稳定。

一种能量回收轮胎，包括轮毂9，轮胎内安装所述的轮胎发电装置，其中壳体1与轮毂9固定连接，橡胶条73与轮胎内壁固定连接，轮胎内设置穿过轮毂9的密封套91，发电机2输出线通过密封套91连接轮胎外部蓄电装置。安装发电装置的轮胎可以回收部分由于轮胎形变而浪费掉的能量。密封套91各连接处全程密封，保证轮胎内气体不会泄露出轮胎。密封套的定位作用能防止轮胎与发电装置位移。

所述的一种能量回收轮胎，轮胎内安装的轮胎发电装置至少为2个，每个发电装置的发电机2输出线集束后通过密封套91连接轮胎外部蓄电装置。设置多个发电装置可以提高能量回收效率。

本实用新型具体工作过程如下：

发电装置安装在轮胎内，壳体固定轮毂上，橡胶条粘附在轮胎内侧。汽车行驶过程中，轮胎接触地面挤压变形，形变部分推动顶杆向上移动，顶杆带动顶轮向上移动，由于顶杆始终保持竖直，顶杆推动滑条绕转轴向上转动，同时带动顶轮在滑槽中向两侧移动；由于滑条与单向轴承铰接，所以只有一侧滑条连接的轴承作为空转轴承可以相对转轴进行旋转，另一侧滑条连接的轴承不能相对转轴旋转，只能作为动力轴承带动转轴一起转动，转轴旋转时将卷簧收紧，收紧到一定程度时，卷簧变松，带动卷簧盒和齿轮转动，齿轮带动发电机的转子发电。

顶杆向上移动到一定程度后，在轮胎旋转离心力、轮胎形变回弹和回弹弹簧的共同作用下向下移动，此时左右两侧顶杆相对转轴旋转反方向改变，原本的动力轴承变为空转轴承，原本的空转轴承转变为动力轴承，转轴按原方向继续旋转，卷簧、卷簧盒、齿轮、发电机转子重复上述过程进行发电。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮胎发电装置，包括壳体（1）、发电机（2），其特征在于：还包括转轴（3）、滑条（4）、顶杆（43）、连接支架（71）、传动杆（72），转轴（3）水平设置在壳体（1）内部，转轴（3）上设置单向轴承（6），滑条（4）与转轴（3）通过单向轴承（6）铰接，滑条（4）上设置滑槽（41），滑槽（41）内设置顶轮（42），顶轮（42）可在滑槽（41）内移动，顶杆（43）一端与顶轮（42）铰接，另一端与连接支架（71）固定连接，传动杆（72）一端与连接支架（71）固定连接，另一端伸出壳体（1）；还包括缓冲装置（8），缓冲装置用于将不连续的能量转换为连续的能量，缓冲装置（8）的能量输入端连接转轴（3），缓冲装置（8）的能量输出端连接发电机（2）。

2.如权利要求1所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：所述单向轴承（6）设置至少为两个，且每个单向轴承（6）可转动方向相同；顶杆（43）设置在转轴（3）两侧，前后错开。

3.如权利要求2所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：滑槽（41）长度大于顶轮（42）最大行程，轮胎挤压或者释放到极限位置时，（42）不会接触滑槽（41）最外侧；滑条（4）与顶杆（43）垂直时，顶轮（42）不会接触到滑槽最内侧。

4.如权利要求3所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：传动杆（72）伸出壳体的一端设置用于和轮胎固定连接的橡胶条（73）。

5.如权利要求4所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：转轴（3）上设置防止转轴（3）倒转的止回轮（31）。

6.如权利要求5所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：缓冲装置（8）包括卷簧（81）、卷簧盒（82）、齿轮（83），卷簧（81）内圈一端连接转轴（3），外圈一端连接卷簧盒（82），卷簧盒（82）与齿轮固定连接，齿轮（83）与发电机（2）齿轮配合。

7.如权利要求6所述的一种轮胎发电装置，其特征在于：传动杆（72）位于壳体（1）和橡胶条（73）之间的部分设置挡片（74），挡片（74）和壳体之间设置弹簧（75）。

8.一种能量回收轮胎，包括轮毂（9），其特征在于：轮胎内安装如权利要求1-7任一项所述的轮胎发电装置，其中壳体（1）与轮毂固定连接，橡胶条（73）与轮胎内壁固定连接；轮胎内设置穿过轮毂（9）的密封套（91），发电机（2）输出线通过密封套（91）连接轮胎外部蓄电装置。

9.如权利要求8所述的一种能量回收轮胎，其特征在于：轮胎内安装的轮胎发电装置至少为2个，每个发电装置的发电机（2）输出线集束后通过密封套（91）连接轮胎外部蓄电装置。