專利名稱：汽車振動能量發(fā)電轉換裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車用裝置，尤其是涉及一種將汽車行駛時振動的能 量轉換為可帶動發(fā)電機發(fā)電的裝置。
技術背景汽車行駛時，由于路面不平坦和各種因素的影響，幾乎每時每刻都產(chǎn)生振 動，汽車車體的質(zhì)量普遍都比較大，這種振動也就擁有較大的能量，在自然資 源日趨緊張的今天，如能充分合理地利用這種能量為人類服務，具有非常重要 的現(xiàn)實意義。現(xiàn)有技術中此類汽車振動能量發(fā)電轉換裝置由下列專利文獻予以披露中國專利ZL02203432.3描述了 一種汽車震動能量發(fā)電轉換裝置，包括箱體、 能量輸入機構、儲能轉換機構和能量輸出機構，其中能量輸入機構由搖臂、內(nèi) 嚙合棘輪機構、搖臂軸和輸入齒輪組成，固定于箱體上，汽車車輪向上震時能 量輸入機構做功，車輪向下震動時，能量輸入機構不做功，震動能量經(jīng)能量輸 入機構和儲能轉換機構后最終傳遞到能量輸出機構由偏心軸將動力輸給發(fā)電 機。中國專利ZL200620090847.4描述了一種汽車用發(fā)電裝置，設置于汽車車橋的上方，包括齒條、齒輪、發(fā)電機，在汽車車橋上方鉸接有齒條，齒條的行程 方向與汽車底盤相垂直， 一對同軸的傳動小齒輪和傳動大齒輪設置于汽車大架子上，傳動小齒輪與齒條相嚙合，傳動大齒輪與發(fā)電機傳動連接。當車體向下 壓時，齒條推動小齒輪轉動做功，輸入能量，反之，齒條空行不做功，不輸入 能量。依據(jù)上述兩項專利文獻的主要內(nèi)容和進一步對其說明書的完整解讀，綜合 發(fā)現(xiàn)以下問題上述兩項現(xiàn)有技術的裝置均為汽車產(chǎn)生一個往復振動，該裝置只拾取一個 往復振動約一半的能量，因為有一半時間用于裝置的部件復位。上述兩項現(xiàn)有技術的裝置均為整套裝置一體式，使用時把整套裝置安裝到 靠近振動源的地方以拾取汽車振動能量，但是為了獲得較為理想的發(fā)電功率， 上述兩項現(xiàn)有技術的整套裝置其質(zhì)量和體積也相對比較大，事實上，在大部分 汽車振動源的地方往往只有很少可利用的空間，有些有效的安全空間是不能占用的，占用就可能影響到汽車的安全性能，所以在實施安裝的時候存在一定的 難度。上述兩項現(xiàn)有技術的裝置均沒有對拾取的能量的大小進行有效的控制，其 結果是， 一邊輸入能量， 一邊輸出能量，但是，當輸出的能量不足于使發(fā)電機 達到額定的轉速時發(fā)電機發(fā)出的電壓就達不到額定電壓，電壓波動范圍就變大， 不能滿足用電要求。如果是對汽車蓄電池充電，達不到蓄電池的額定充電電壓， 發(fā)出的電能也就浪費了，也即是浪費了能源。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，在于提供一種便于安裝、便于維護的主機體裝置與能 量輸入裝置分體式設置，在汽車產(chǎn)生一個往復振動，能量輸入裝置完全做功， 不漏掉能量，對拾取的能量進行有效控制并適時釋放供給發(fā)電機的汽車振動能 量發(fā)電轉換裝置，以解決上述現(xiàn)有技術的不足。另外，本實用新型一臺主機體裝置能夠拾取一輛汽車上多處振動源上的振 動能量，拾取的能量大，發(fā)電功率大，有效減輕汽車車載負荷，節(jié)省汽車的空 間，也是本實用新型一個目的。其次，本實用新型合理協(xié)助汽車減振，營造安全舒適的駕乘環(huán)境，也是本 實用新型要達到的另一個目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，它包括主機體裝置、可以獨立分開的能 量輸入裝置。所述能量輸入裝置包括一個固定于汽車振動源兩端或附近用于拾 取振動能量的叉形鉸合拾取器，以及連接于叉形鉸合拾取器與主機體裝置之間 用于傳輸能量的閘線，閘線類似于自行車的剎車線或摩托車的剎車線，其內(nèi)鋼 線可在相對固定的外套管內(nèi)來回自由拉動，特點是可以大距離非直線傳輸拉力； 所述主機體裝置包括能殼體、能量轉換機構、將能量儲存并感應能量大小之后 再將能量適時釋放的能量儲存與釋放機構，至少有一級增速齒輪以上的增速機 構。采用上述結構之后，在安裝時，只需把一個結構簡單，尺寸、體積很小的 叉形鉸合拾取器安裝到汽車振動源的兩端或附近位置，用閘線與主機體裝置連 接就可以。主機體裝置可置于汽車上任何可能安裝的位置，可根據(jù)實際情況靈 活選擇。當主機體裝置內(nèi)主軸上同時設置若干組能量轉換機構時，這時主機體 裝置可以同時連接汽車上的若干個振動源，盡量多的拾取汽車振動能量，增大發(fā)電功率。在汽車往上振動時，叉形鉸合拾取器兩條閘線中的一條閘線拉動主 機體裝置的齒條做功，輸入振動源能量，當汽車往下振動時，叉形鉸合拾取器 兩條閘線屮的另一條閘線拉動主機體裝置的齒條做功，也輸入振動源能量。能 量轉換裝置把能量轉換為使主軸轉動的轉矩力傳遞到儲能輪中擰緊平面渦巻彈 簧，由于主軸上棘輪棘爪的作用，主軸只能單向轉動，能量不斷地在平面渦巻 彈簧中儲存。當儲存的能量達到用戶設置的最大預定值，該最大預定值通過調(diào) 節(jié)剎車制動板的長度及配合調(diào)節(jié)輪體上的可調(diào)節(jié)螺栓實現(xiàn)，剎車制動板由上下 兩件組成，其中一件有長方孔，調(diào)節(jié)剎車制動板上的螺栓可調(diào)節(jié)其長度。置于 儲能輪上的拉桿拉動拉桿觸頭脫離剎車制動板，剎車制動板在復位彈簧的作用 下復位，同時閘線放松，儲能輪一側剎車輪上的剎車帶松開，儲能輪開始轉動， 固定于儲能輪一側的內(nèi)嚙合齒輪帶動增速機構齒輪轉動，增速機構的輸出端與 發(fā)電機傳動連接帶動發(fā)電機運轉發(fā)電。這時能量輸入機構輸入繼續(xù)有足夠的能 量輸入，儲能輪繼續(xù)釋放能量，剎車制動板不動作。當儲存于平面渦巻彈簧的能量減少到定用戶設定的最小預定值，最小預定 值就是當儲能輪上的能量剛好讓發(fā)電機達到額定發(fā)電轉速時的值，該最小預定 值通過調(diào)節(jié)剎車觸頭的長度及配合調(diào)節(jié)輪體上的可調(diào)節(jié)螺栓實現(xiàn)，剎車觸頭由 上下兩件組成，其中一件有長方孔，調(diào)節(jié)剎車觸頭上的螺栓可調(diào)節(jié)其長度。如 果這時候能量輸入機構又沒有足夠的能量及時補充，或者是停止輸入能量時， 平面渦巻彈簧呈較松弛狀態(tài)，給予拉桿的力變小，拉桿在儲能輪外部拉簧的作 用下逐步被拉出，連接拉桿一端的拉桿觸頭就觸到剎車觸頭，剎車觸頭受到推 力同時拉出剎車制動板，拉桿觸頭碰到剎車制動板，剎車制動板拉動剎車帶制 動剎車，儲能輪停車，等待振動能量輸入。當汽車振動能量輸入時，平面渦巻 彈簧慢慢呈收緊狀態(tài)，把拉桿逐步往儲能輪內(nèi)拉，當?shù)鹊狡矫鏈u巻彈簧儲存的 能量達到用戶設置的最大預定值時，拉桿觸頭脫離剎車制動板，剎車帶松開， 儲能輪又開始轉動，如此循環(huán)工作。儲能輪可以在用戶設置的最大預定值與最小預定值之間帶動發(fā)電機不間斷 工作。本實用新型的有益效果是，在使用時不需把整套裝置都安裝到汽車振動源 的地方或附近，只需安裝叉形鉸合拾取器到汽車振動源的地方或附近，而主機 體裝置可安裝到汽車上任何可能的地方，然后用閘線連接叉形鉸合拾取器便可， 實現(xiàn)了分體式設置，便于安裝，便于維護； 一套主機體裝置可以連接多個振動源，增大發(fā)電功率，有效減輕汽車車載負荷，節(jié)省汽車的空間；在汽車完成一 個往復振動時，能量輸入機構完全做功，有效利用能源；能量輸入裝置做功的 同時就是協(xié)同汽車減振，降低振動的幅度，因其是對汽車往復振動的對稱性做 功，所以不會加劇汽車的振動，只會降低振動，令汽車行駛時變得更加平穩(wěn)與 舒適；能量儲存與釋放機構能感應和監(jiān)視能量的狀態(tài)，儲存的能量不能使發(fā)電 機達到額定發(fā)電轉速時不輸出，使得輸入的能量能被適時有效釋放利用，不浪 費能量、不做無用功。


以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明。 圖1是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置第一個具體實施方式
的簡圖； 圖2是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置能量轉換機構部分部件側視圖; 圖3是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置儲能輪左視圖； 圖4是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置儲能輪右視圖； 圖5是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置拾取器的另一種實施方式的 機構圖；圖6是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置儲能與釋放機構原理圖； 圖7是本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置能量轉換機構有四組轉換部 件連接四組能量輸入裝置的簡圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置包括能量輸入裝置C、 主機體裝置D。其中能量輸入裝置C由叉形鉸合拾取器1、安全彈簧2、閘線3組成。叉形 鉸合拾取器1的A、 B分別固定于汽車振動源的兩端或附近，A、 B相對靠近時， 鉸合點左側叉口縮小，右側叉口張大，拉動閘線3做功，反之，A、 B相對遠離 時，鉸合點左側叉口張大，拉動閘線3做功，右側叉口縮小。本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置拾取器的另一種實施方式四邊鉸鏈 拾取器的原理與叉形鉸合拾取器1類似，圖5為四邊鉸合拾取器，F(xiàn)、 G分別固 定于汽車振動源的兩端或附近，F(xiàn)、 G相對靠近時，上下距離縮小，左右距離增 大，拉動閘線做功，反之，F(xiàn)、 G相對遠離時，上下距離增大，拉動閘線做功， 左右距離縮小。兩個內(nèi)棘輪齒輪5、 9、齒條7、 12、導軌6、 10、復位彈簧8、 ll為一組設置于主軸4上，必要時可以設置若干組。內(nèi)棘輪齒輪5、 9與主軸4鍵合，內(nèi)棘輪齒輪5、 9單向轉動方向一致，分 別與齒條7、 12嚙合，齒條7、 12分別可在導軌6、 IO槽內(nèi)滑動，導軌6、 10 固定于殼體上(圖中未畫出)，齒條7、 12的一端分別連接復位彈簧8、 11，另 一端各自連接閘線3的內(nèi)鋼線。圖2畫出了單個內(nèi)棘輪齒輪與齒條、導軌配合固定于主軸4的棘輪棘爪13保證主軸4單向轉動，防止主軸4反轉。如圖3，儲能輪21左側輪蓋31置有軸承32，輪蓋31固定于儲能輪21上， 軸承32內(nèi)孔緊套于主軸4上，剎車輪19固定于輪蓋31上，剎車帶18 —端固 定于殼體上，繞過剎車輪后另一端與閘線14連接。如圖4,儲能輪21右側輪體置有軸承36，軸承36內(nèi)孔緊套于主軸4上， 輪體上裝有內(nèi)嚙合齒輪23。齒輪22置于增速器E的主軸24上，增速器E至少 有一級以上的增速齒輪，其輸出軸25與發(fā)電機傳動連接。如圖6，在儲能輪21內(nèi)部的平面渦巻彈簧20內(nèi)端頭與主軸4固定連接，外 端頭與拉桿17鉸鏈連接，儲能輪21輪體上有一拉桿孔37，拉桿17從拉桿空孔 37穿過，外端與拉桿觸頭16鉸鏈連接，拉桿觸頭16與輪體鉸合，其另一端與 拉簧28連接。限位定向塊42能保證渦巻彈簧20外端能自由移動，導向輪43 有利于拉桿17來回拉動，若干個限位柱44可保證平面渦巻彈簧20儲存的能量 接近最大極限時保證拉桿17不受到太大的側拉力?？烧{(diào)螺栓29與剎車觸頭40 配合調(diào)整最大預定值，可調(diào)螺栓30與剎車制動板15配合調(diào)整最小預定值。鉸合于殼體上的剎車觸頭40與聯(lián)桿41鉸合，聯(lián)桿41另一端與剎車制動板 15、剎車閘線14的內(nèi)鋼線鉸合，剎車制動板15也與殼體鉸合，其裝有復位彈 簧38，調(diào)節(jié)可調(diào)螺栓39可以調(diào)節(jié)剎車制動板15的復位位置，以確保拉桿觸頭 16碰到剎車觸頭40后拉動剎車制動板15到預定位置，利于被拉桿觸頭16及時 捕獲，調(diào)節(jié)剎車制動板15上的螺栓改變剎車制動板15的長度以及配合調(diào)整可 調(diào)螺栓30用于設定最大預定值。
圖6虛線部分表示能量儲存與釋放機構中部分構件動作時的運動軌跡。圖7表示在主軸上設置有四組能量轉換構件，其四組接口可以連接四組能 量輸入裝置，即可以連接汽車上四個振動源拾取振動能量。汽車行駛振動時，叉形鉸合拾取器1拾取振動能量，閘線3內(nèi)鋼線向下拉 動齒條7或12從而帶動內(nèi)棘輪齒輪9或13轉動，主軸4跟著轉動，齒條7或12復位時不帶動主軸4轉動，棘輪棘爪保證主軸4只單向轉動，主軸4的轉動 把內(nèi)端固定軸上的平面渦巻彈簧20擰緊而儲存能量，當儲存的能量達到最大預 定值，拉桿觸頭16脫離剎車制動板15，剎車制動板15放松剎車帶18，儲能輪 21開始轉動，內(nèi)嚙合齒輪23把動力傳遞到增速器E，增速器E的輸出軸25傳 動連接發(fā)電機發(fā)電。當平面渦巻彈簧20上的能量達到最小預定值，拉桿觸頭16觸到剎車觸頭 40從而帶出剎車制動板15，拉桿觸頭16碰到剎車制動板15，剎車制動板15拉 緊剎車帶18制動剎車，儲能論21停車，等待能量輸入，如此循環(huán)工作。改變主機體裝置內(nèi)轉換機構齒條、棘輪組的數(shù)量和相應改變輸入裝置的拾 取器數(shù)量，以及改變平面渦巻彈簧的儲能能力，可以改變本實用新型汽車振動 能量發(fā)電轉換裝置的發(fā)電功率。當然，本實用新型汽車振動能量發(fā)電轉換裝置的部件結構和連接還可以有 多種變換和改型，并不局限于上述實施方式的具體結構，如所述能量轉換機構 中的齒條可以用鏈條，內(nèi)棘輪齒輪可以為內(nèi)棘輪鏈輪；帶剎車可以改為盤式制 動剎車；儲能輪與增速器的傳動可以為帶傳動、鏈傳動、外嚙合齒輪傳動等等。 總之，本實用新型的保護范圍應包括那些對于本領域普通技術人員來說顯而易 見的變換或替代及改型。
權利要求1.一種汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，包括能量輸入裝置、主機體裝置，其特征在于能量輸入裝置包括叉形鉸合拾取器，設置與汽車振動源兩端或附近；閘線，連接叉形鉸合拾取器與主機體裝置；主機體裝置包括殼體；能量轉換機構；能量儲存與釋放機構；增速機構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述能量輸入裝置與主機體裝置可分體式設置，其間通過閘線連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述叉形鉸合拾取器，可以為四邊鉸鏈拾取器代替。
4. 根據(jù)權利要求1所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述增速機構包括至少一級以上的增速齒輪，其與儲能輪傳動可以為齒 輪傳動、帶傳動、鏈傳動。
5. 根據(jù)權利要求1所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述的能量轉換機構，包括由兩根齒條、兩個導軌、兩根復位彈簧、設置于主軸上的兩個內(nèi)棘輪齒 輪組成一組，殼體內(nèi)至少有一組以上；兩根齒條各自與一個內(nèi)棘輪齒輪 嚙合、兩根齒條各自在固定于殼體的一個導軌上滑動、兩根復位彈簧分 別一端連接一根齒條，另一端連接殼體，兩根齒條的另一端各自連接閘 線的鋼線；置于主軸上的一個外棘輪，其棘爪置于殼體上。
6. 根據(jù)權利要求5所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述的能量轉換機構，其部件齒條可以改為鏈條、內(nèi)棘輪齒輪可為內(nèi)棘 輪鏈輪代替，此時導軌刪除，其余部件可以不變。
7. 根據(jù)權利要求1所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于-所述能量儲存與釋放機構，包括主軸；儲能輪，置于主軸上與主軸滑動配合； 釋放機構，固定于殼體上。
8. 根據(jù)權利要求7所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述的儲能輪其輪內(nèi)部有平面渦巻彈簧，其內(nèi)端頭與主軸固定連接，外 端頭與拉桿鉸合，拉桿另一端由開在儲能輪輪體上的拉桿孔伸出輪外與 拉桿觸頭鉸合，拉桿觸頭另一頭置有拉簧，拉桿觸頭轉動的位置受到可 調(diào)節(jié)螺栓的控制，平面渦巻彈簧在輪內(nèi)也受到限位定向塊、限位柱的制 約；儲能輪的一邊固定有一個內(nèi)嚙合齒輪，另一側輪蓋上固定一個剎車輪，所述儲能輪通過左右兩側軸承與主軸滑動連接。
9. 根據(jù)權利要求7所述的汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，其特征在于所述的釋放機構有一剎車觸頭與一聯(lián)桿鉸合，聯(lián)桿另一端與一剎車制動 板和剎車閘線鋼線鉸合，剎車觸頭長度可調(diào)節(jié)，剎車制動板長度可調(diào)節(jié)， 剎車制動板與殼體鉸合，殼體上有一復位彈簧拉動剎車制動板復位，一可調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)其復位位置；剎車閘線鋼線的另一端與儲能輪上剎車輪 的剎車帶相連接；拉桿觸頭、剎車觸頭、剎車制動板動作互相配合。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車振動能量發(fā)電轉換裝置，包括能量輸入裝置，主機體裝置，可分體式設置。設置于汽車振動源或附近的能量輸入裝置拾取振動能量經(jīng)閘線傳遞給主機體裝置，主機體裝置轉換機構轉換能量，儲存與釋放機構控制能量適時釋放，經(jīng)增速后輸出至發(fā)電機。能量輸入裝置在汽車上振或下振時都做功，充分利用能源，協(xié)同汽車減振；主機體裝置對拾取的能量進行有效控制，合理利用，不浪費能源。一主機體裝置可同時拾取汽車上多處振動源的能量，拾取的能量大，省空間，安裝簡單，維護方便，節(jié)能環(huán)保，廣泛應用于汽車行業(yè)。
文檔編號B60K25/00GK201109369SQ20072005927
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權日2007年11月8日
發(fā)明者李錦鋒 申請人:李錦鋒