本實(shí)用新型涉及利用輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)自發(fā)電技術(shù)的改進(jìn)，屬于輪胎發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

車輛行駛過程中，輪胎快速地旋轉(zhuǎn)，一些人注意到輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，于是出現(xiàn)了輪胎發(fā)電的研究。目前對(duì)輪胎發(fā)電的認(rèn)識(shí)，大都停留在壓電效應(yīng)和旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生電流。壓電效應(yīng)發(fā)電的不足在于，發(fā)電量非常微小，且在軟性材料上產(chǎn)生壓電效應(yīng)不明顯。要在輪胎變形中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)切割磁力線的方法非常復(fù)雜，且難以實(shí)現(xiàn)。因此，要讓輪胎變形產(chǎn)生電能又不大量額外消耗車載能源，必須另尋途徑。

現(xiàn)有技術(shù)公開了專利號(hào)為“201210508285.0”、發(fā)明名稱為“一種利用輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)自發(fā)電方法和機(jī)構(gòu)”的輪胎發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)在輪胎上沿圓周設(shè)有若干套直線發(fā)電機(jī)，每套直線發(fā)電機(jī)包括配對(duì)的定子和動(dòng)子，定子位于機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼固定安裝在輪輞上；定子為環(huán)形骨架上繞制線圈而形成，動(dòng)子由柱狀骨架和安裝在骨架上的永磁體或勵(lì)磁線圈構(gòu)成，動(dòng)子從定子中穿過，動(dòng)子一端在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)始終與橡膠胎體內(nèi)表面接觸并可隨接觸處橡膠胎體的變形而在定子的導(dǎo)向作用下與定子之間發(fā)生徑向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其利用輪胎的變形驅(qū)動(dòng)動(dòng)子與定子之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)而切割磁力線進(jìn)行發(fā)電，由于動(dòng)子移動(dòng)方向與輪胎前進(jìn)方向幾乎垂直，所以其消耗的能量少，相比其它現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電效率提高，但由于輪胎變形的復(fù)雜性，包括變形量大小、輪胎轉(zhuǎn)速大小以及振動(dòng)沖擊頻率的不同和不確定，而如何將輪胎發(fā)電與這些因素結(jié)合起來才能更好地提高發(fā)電效率，則是需要進(jìn)一步研究的方向，否則發(fā)電效率不高，輪胎發(fā)電很難真正用于實(shí)際車輛上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種進(jìn)一步提高發(fā)電效率、自身消耗能量小且容易實(shí)現(xiàn)的利用輪胎行駛變形高效發(fā)電車輪。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：

利用輪胎行駛變形高效發(fā)電車輪，所述輪胎由輪輞和橡膠胎體構(gòu)成，在輪胎上沿圓周設(shè)有若干套直線發(fā)電機(jī)，每套直線發(fā)電機(jī)包括配對(duì)的定子和動(dòng)子，定子位于機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼固定安裝在輪輞上；定子的軸線位于輪胎直徑方向上，動(dòng)子兩端從定子中穿出，在動(dòng)子兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱的導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸通過軸承安裝在機(jī)殼上，兩導(dǎo)向軸和動(dòng)子朝向輪胎中心端通過連接板連為一體以同步運(yùn)動(dòng)；動(dòng)子一端還同時(shí)穿出機(jī)殼以在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)始終與橡膠胎體內(nèi)底表面接觸并可隨接觸處橡膠胎體的變形而在導(dǎo)向軸導(dǎo)向下與定子之間發(fā)生軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在機(jī)殼內(nèi)設(shè)有離心力平衡機(jī)構(gòu)，離心力平衡機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)動(dòng)子在不同轉(zhuǎn)速帶來的離心力下與橡膠胎體的作用力，利用該機(jī)構(gòu)平衡離心力，以減小不同轉(zhuǎn)速下作用力的大小和分布區(qū)間。

優(yōu)選地，所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括單向擋塊、彈簧和重錘；導(dǎo)向軸為具有軸向通孔的中空結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)向軸上設(shè)有徑向通孔，徑向通孔將導(dǎo)向軸軸向通孔和外部連通；單向擋塊為多個(gè)并設(shè)于每個(gè)徑向通孔內(nèi)，單向擋塊通過自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)與導(dǎo)向軸連接以在自由狀態(tài)下單向擋塊外端能夠自動(dòng)縮回徑向通孔內(nèi)；重錘設(shè)于軸向通孔內(nèi)并可沿軸向通孔軸向滑動(dòng)，重錘由一體成型的頭部、頸部和尾部構(gòu)成，頸部卡于單向擋塊之間，尾部通過收縮的鍥形結(jié)構(gòu)和頸部連接，單向擋塊可受鍥形結(jié)構(gòu)作用而克服自動(dòng)復(fù)位力伸出徑向通孔；彈簧套設(shè)于導(dǎo)向軸外，彈簧一端與機(jī)殼連接，另一端處于自由狀態(tài)形成自由端，伸出徑向通孔的單向擋塊可橫向插入彈簧螺圈之間的間隙中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向軸與彈簧的連接；在單向擋塊外端設(shè)有便于單向擋塊插入彈簧螺圈之間間隙的導(dǎo)向斜面，導(dǎo)向斜面朝向彈簧自由端。

優(yōu)選地，所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)殼上的單臂杠桿，杠桿自由端通過拉簧與導(dǎo)向軸遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有復(fù)位扭簧。

優(yōu)選地，所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)殼上的雙臂杠桿，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有復(fù)位扭簧，杠桿一端通過拉簧與導(dǎo)向軸遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，杠桿另一端設(shè)有配重塊；或者所述杠桿一端與導(dǎo)向軸遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，杠桿另一端連接拉簧一端，拉簧另一端與機(jī)殼連接。

優(yōu)選地，所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括懸臂、棘輪和設(shè)于導(dǎo)向軸上的條形齒，棘輪包括外圈、內(nèi)圈和通過棘爪轉(zhuǎn)軸設(shè)于內(nèi)圈上的棘爪，懸臂一端通過懸臂轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與棘輪的內(nèi)圈通過內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在內(nèi)圈和機(jī)殼/定子之間設(shè)有蓄力用發(fā)條；棘輪外圈與條形齒嚙合；懸臂轉(zhuǎn)軸上設(shè)有用于克服離心力使懸臂復(fù)位的復(fù)位扭簧；自然狀態(tài)下，棘輪在復(fù)位扭簧和懸臂的作用下與導(dǎo)向軸條了形齒脫開。

在機(jī)殼頂端裝有彈性裝置，動(dòng)子在橡膠胎體變形往輪胎圓心方向推動(dòng)下到達(dá)最大行程時(shí)與該彈性裝置接觸，用于將動(dòng)子到達(dá)此位置時(shí)沒有完全釋放的動(dòng)能通過壓縮彈性裝置而儲(chǔ)能。

在動(dòng)子與橡膠胎體內(nèi)底間設(shè)有緩沖彈簧，緩沖彈簧一端設(shè)于動(dòng)子上，另一端用于與橡膠胎體接觸；或者緩沖彈簧一端設(shè)于橡膠胎體內(nèi)表面上，另一端用于與動(dòng)子接觸。

每套發(fā)電機(jī)在輪輞上的安裝角度，其中心線與該處輪輞切線有一定傾角，以使發(fā)電機(jī)在輪轂上的安裝角度沿輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向偏離。

每個(gè)直線發(fā)電機(jī)中設(shè)有多個(gè)離心力平衡機(jī)構(gòu)，每個(gè)離心力平衡機(jī)構(gòu)在車輪轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值時(shí)起作用，轉(zhuǎn)速的設(shè)定值各不相同。

所述直線發(fā)電機(jī)安裝在輪輞圓周上，成多列交叉排列。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

1、本實(shí)用新型利用離心力平衡機(jī)構(gòu)減緩動(dòng)子因?yàn)殡x心力而往橡膠胎體方向的運(yùn)動(dòng)，減小兩者的作用力，并進(jìn)行蓄力，由此使不同轉(zhuǎn)速導(dǎo)致的離心力下動(dòng)子和橡膠胎體的作用保持在一個(gè)相對(duì)均衡的狀態(tài)，避免了不同轉(zhuǎn)速下離心力差異較大而帶來的作用力忽高忽低的問題。通過離心力平衡機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到平衡動(dòng)子離心力的作用，車輪轉(zhuǎn)速不同，車輪推動(dòng)動(dòng)子的力的時(shí)間間隔也不同。因此動(dòng)子對(duì)應(yīng)胎面的振動(dòng)頻率的變化而調(diào)整，使動(dòng)子吸收更多胎面沖擊和振動(dòng)能量而產(chǎn)生更多電能。

2、本實(shí)用新型利用彈性裝置將動(dòng)子到達(dá)最大行程位置時(shí)沒有完全釋放的動(dòng)能通過壓縮彈性裝置而儲(chǔ)存，能夠很好地吸收多余能量，并將該能量用于動(dòng)子的復(fù)位，由此使動(dòng)子往復(fù)運(yùn)動(dòng)更快，行程更大，發(fā)電效率更高。

3、通過動(dòng)子與輪胎內(nèi)底間的緩沖彈簧充分吸收輪胎的沖擊和振動(dòng)能量，轉(zhuǎn)化為動(dòng)子的動(dòng)能，從而避免沒有彈簧時(shí)該沖擊和振動(dòng)如果過大而動(dòng)子又不能馬上吸收，就會(huì)通過胎面和減振器消納而白白損耗，既提高了發(fā)電效率，駕駛感受也更好。

4、本實(shí)用新型通過每套發(fā)電機(jī)在輪輞上的特殊安裝角度，便于輪胎胎面受壓時(shí)第一時(shí)間將能量傳遞給動(dòng)子，從而最大限度吸收來自胎面的沖擊振動(dòng)能量，并使輪胎胎面對(duì)動(dòng)子的沖擊振動(dòng)時(shí)間最大化，動(dòng)子吸收更多的能量。

總之，通過上述多方面的措施，本實(shí)用新型輪胎發(fā)電的效率明顯提高，為該技術(shù)更快更好地推廣打下了良好的基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-離心力平衡機(jī)構(gòu)第一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。

圖3-離心力平衡機(jī)構(gòu)第二種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。

圖4-離心力平衡機(jī)構(gòu)第三種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。

圖5-離心力平衡機(jī)構(gòu)第四種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1，本實(shí)用新型利用輪胎行駛變形高效發(fā)電車輪，所述輪胎由輪輞1和橡膠胎體2構(gòu)成，在輪胎上沿圓周設(shè)有若干套直線發(fā)電機(jī)，每套直線發(fā)電機(jī)包括配對(duì)的定子3和動(dòng)子4，定子3位于機(jī)殼5內(nèi)，機(jī)殼5固定安裝在輪輞1上。定子3為由硅鋼片或其它材料疊放在一起形成的骨架上繞制線圈而成，定子3的軸線位于輪胎直徑方向上。動(dòng)子4由骨架和安裝在骨架上的永磁體或勵(lì)磁線圈構(gòu)成。動(dòng)子兩端從定子中穿出，其中一端從定子3穿出后還從機(jī)殼5中穿過朝向橡膠胎體2，另一端則位于機(jī)殼5中。在動(dòng)子4兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱的導(dǎo)向軸6，導(dǎo)向軸6位于定子3外并通過軸承7安裝在機(jī)殼5上，兩導(dǎo)向軸6和動(dòng)子4朝向輪胎中心端通過連接板8連為一體以同步運(yùn)動(dòng)。為了使動(dòng)子能夠與定子之間不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)子一端在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)始終與橡膠胎體內(nèi)表面接觸并可隨接觸處橡膠胎體的變形而在導(dǎo)向軸導(dǎo)向下與定子之間發(fā)生軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。協(xié)助動(dòng)子移動(dòng)的導(dǎo)向軸布置在動(dòng)子移動(dòng)方向的兩側(cè)，讓動(dòng)子在有限空間內(nèi)移動(dòng)更遠(yuǎn)的距離，產(chǎn)生更多的電能。在機(jī)殼內(nèi)設(shè)有離心力平衡機(jī)構(gòu)，離心力平衡機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)動(dòng)子在不同轉(zhuǎn)速帶來的離心力下與橡膠胎體的作用力，利用該作用力平衡不同轉(zhuǎn)速下的離心力，以減小不同轉(zhuǎn)速下作用力的大小和分布區(qū)間，使動(dòng)子對(duì)橡膠車輪內(nèi)底的壓力基本穩(wěn)定或更小。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)發(fā)電的原理：當(dāng)某直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子所在處的輪胎與地面接觸時(shí)，由于受壓，該處的輪胎會(huì)發(fā)生較大的變形，輪胎克服動(dòng)子重量和磁場(chǎng)阻力等推著動(dòng)子往上運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閯?dòng)子本身就位于定子中，故在往上運(yùn)動(dòng)過程中切割磁力線而發(fā)電。一旦該處輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)離開地面，輪胎即復(fù)原，動(dòng)子在離心力作用下，動(dòng)子也將復(fù)位，復(fù)位時(shí)間較輪胎復(fù)原緩慢一些，在復(fù)位過程中，同樣有切割磁力線過程，因此兩個(gè)過程都能發(fā)電。發(fā)電機(jī)動(dòng)子在受車輪一次沖擊振動(dòng)后，能產(chǎn)生多次這樣的往復(fù)移動(dòng)，只是移動(dòng)幅度不斷減小，但每次移動(dòng)都產(chǎn)生不同的發(fā)電量，電力由大到小而已，實(shí)現(xiàn)間歇沖擊動(dòng)子、動(dòng)子連續(xù)發(fā)電的效果。這樣，在輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中，所有的發(fā)電機(jī)都按上述過程發(fā)電，隨著輪胎的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，電能即源源不斷地輸出。本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)所發(fā)電量可先整流后經(jīng)集電環(huán)有線輸入車載蓄電池或電容中，也可通過電磁感應(yīng)、電磁耦合等方式無線輸入車載蓄電池或電容中。

本實(shí)用新型既可以適用于充氣輪胎，也可以適用于非充氣輪胎。

所述輪輞上設(shè)有通至輪輞外表面上的圓周環(huán)槽的徑向通孔，徑向通孔為臺(tái)階孔，臺(tái)階孔大孔徑為螺紋孔，機(jī)殼具有對(duì)應(yīng)的臺(tái)階狀并從中心向外螺紋旋接在徑向通孔中并在兩者結(jié)合部位設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。臺(tái)階面自然形成對(duì)機(jī)殼的限位面，不至于因?yàn)殡x心力而松動(dòng)。事實(shí)上，即使沒有臺(tái)階面，離心力也只會(huì)使機(jī)殼越旋越緊。本結(jié)構(gòu)機(jī)殼和定子安裝方便，對(duì)輪輞結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，可以確保改動(dòng)后輪輞的強(qiáng)度符合要求。

本實(shí)用新型離心力平衡機(jī)構(gòu)具有多種結(jié)構(gòu)形式，包括但不局限于下述幾種：

1、所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括單向擋塊9、彈簧10和重錘11；參見圖2，導(dǎo)向軸6為具有軸向通孔的中空結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)向軸6上設(shè)有徑向通孔，徑向通孔將導(dǎo)向軸軸向通孔和外部連通；單向擋塊9設(shè)于每個(gè)徑向通孔內(nèi)，單向擋塊9通過自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)（如復(fù)位簧片12）與導(dǎo)向軸6連接以在自由狀態(tài)下單向擋塊外端能夠自動(dòng)縮回徑向通孔內(nèi)。重錘11設(shè)于軸向通孔內(nèi)，重錘由一體成型的頭部、頸部和尾部構(gòu)成，頸部卡于多個(gè)單向擋塊之間，尾部通過收縮的鍥形結(jié)構(gòu)和頸部連接，單向擋塊9可受鍥形結(jié)構(gòu)作用而克服復(fù)位機(jī)構(gòu)復(fù)位力伸出徑向通孔。彈簧10套設(shè)于導(dǎo)向軸6外，彈簧10一端與機(jī)殼5連接，另一端處于自由狀態(tài)，伸出徑向通孔的單向擋塊9可橫向插入彈簧10螺圈之間的間隙中實(shí)現(xiàn)兩者連接；在單向擋塊9外端設(shè)有便于單向擋塊插入彈簧螺圈之間間隙的導(dǎo)向斜面13，導(dǎo)向斜面朝向彈簧自由端。該結(jié)構(gòu)工作原理：在離心力作用下，重錘向下運(yùn)動(dòng)并將單向擋塊從徑向通孔推出，伸出的單向擋塊插入彈簧內(nèi)與彈簧連接，彈簧隨單向擋塊的運(yùn)動(dòng)而被壓縮或拉伸，由壓縮或拉伸的彈簧提供反作用力減緩動(dòng)子和導(dǎo)向軸往胎體方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而減輕兩者的作用力。假設(shè)離心力向下，當(dāng)彈簧下端與機(jī)殼連接時(shí)，擋塊與彈簧連接，此時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)彈簧上端與機(jī)殼連接時(shí)，擋塊與彈簧連接，此時(shí)彈簧被拉伸；不管壓縮或拉伸，彈簧的作用力都是與擋塊相反，即阻止動(dòng)子在離心力下向橡膠胎體方向運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殡x心力越大，彈簧的阻止作用力越大，由此平衡不同轉(zhuǎn)速下離心力的大小。在沒有離心力下或者車輪轉(zhuǎn)速低離心力小時(shí)，擋塊因?yàn)閺?fù)位機(jī)構(gòu)而縮回，重錘受擋塊作用而復(fù)位，由于重錘具有頭部結(jié)構(gòu)，因此重錘不會(huì)脫開多個(gè)擋塊的夾持，保證下一次可靠運(yùn)行。在動(dòng)子如圖2所示往上運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果擋塊上口與彈簧接觸，由于上口為斜面，在彈簧（包括復(fù)位簧片）的作用下，擋塊會(huì)縮回，即彈簧不會(huì)通過擋塊作用于動(dòng)子，只在下行方向起作用，此即擋塊單向所在。

在上述彈簧的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型離心力平衡機(jī)構(gòu)可以利用不同轉(zhuǎn)速下離心力不同，從而利用離心力讓不同的離心力平衡機(jī)構(gòu)或者擋塊讓彈簧和動(dòng)子相連，也可以利用傳感器實(shí)現(xiàn)不同輪速下伸出不同的擋塊讓彈簧和動(dòng)子相連，使動(dòng)子離心力和彈簧的回復(fù)力達(dá)到一個(gè)合理值，合理值不一定是兩個(gè)力相等，讓動(dòng)子在不同的輪速下受胎面沖擊后更容易振動(dòng)，即在不同轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)動(dòng)子的振動(dòng)頻率與車輪對(duì)動(dòng)子的沖擊頻率基本一致，動(dòng)子收集和輸出最大能量。

2、所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)殼上的單臂杠桿14，單臂杠桿14自由端通過拉簧15與導(dǎo)向軸/動(dòng)子4遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，見圖3。轉(zhuǎn)軸上設(shè)有克服動(dòng)子作用力使單臂杠桿復(fù)位的復(fù)位扭簧。在離心力使動(dòng)子往胎體方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，扭簧和拉簧提供反向作用力阻止該方向的運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)速越大，扭簧作用力越大。

3、所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括通過轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)殼上的雙臂杠桿16，雙臂杠桿16一端通過拉簧15與導(dǎo)向軸/動(dòng)子4遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，雙臂杠桿16另一端設(shè)有配重塊17，見圖4?；蛘咚龈軛U一端與導(dǎo)向軸遠(yuǎn)離橡膠胎體那端連接，杠桿另一端連接拉簧一端，拉簧另一端與機(jī)殼連接；在導(dǎo)向軸向橡膠胎體運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉簧提供反向拉力使動(dòng)子與橡膠胎體作用力減小。第三種結(jié)構(gòu)和第二種結(jié)構(gòu)有些類似，屬于第二種結(jié)構(gòu)的變形。

4、所述離心力平衡機(jī)構(gòu)包括懸臂18、棘輪19和設(shè)于導(dǎo)向軸上的條形齒20，見圖5，棘輪19包括外圈191、內(nèi)圈192和通過棘爪轉(zhuǎn)軸設(shè)于內(nèi)圈上的棘爪193，懸臂18一端通過懸臂轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與棘輪的內(nèi)圈192通過內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在內(nèi)圈1-2和機(jī)殼/定子之間設(shè)有蓄力用發(fā)條194（盤簧）；棘輪外圈191與條形齒20嚙合；懸臂轉(zhuǎn)軸上設(shè)有用于克服離心力使懸臂復(fù)位的復(fù)位扭簧；自然狀態(tài)下，棘輪在復(fù)位扭簧和懸臂的作用下與條形齒脫開。在機(jī)殼或者定子上設(shè)有限位塊，限位塊用于限制懸臂在離心力作用下的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度，此最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度下棘輪外圈與條形齒處于最佳嚙合狀態(tài)。

該結(jié)構(gòu)工作原理：在離心力作用下，懸臂18和棘輪19甩出，懸臂18繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)棘輪19靠近條形齒最終與條形齒20嚙合，條形齒20隨導(dǎo)向軸6向橡膠胎體運(yùn)動(dòng)時(shí)，條形齒20帶動(dòng)棘輪外圈191并通過棘爪193帶動(dòng)內(nèi)圈192一起轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)條194因內(nèi)圈192轉(zhuǎn)動(dòng)被旋緊蓄力，由發(fā)條提供克服離心力的阻力，以平衡不同轉(zhuǎn)速下的離心力。導(dǎo)向軸6反向運(yùn)動(dòng)時(shí)（即圖示向上），正常結(jié)構(gòu)下棘輪外圈空轉(zhuǎn)，而本實(shí)用新型中發(fā)條194釋放并驅(qū)動(dòng)內(nèi)圈192與外圈同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由此棘爪193作用于外圈191使外圈191同時(shí)受導(dǎo)向軸6上的條形齒20和內(nèi)圈192一起作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于初始階段，發(fā)條瞬間釋放而導(dǎo)向軸由向下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)較慢，此時(shí)以發(fā)條通過內(nèi)圈、棘爪、外圈驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向軸為主，而不是導(dǎo)向軸驅(qū)動(dòng)外圈轉(zhuǎn)動(dòng)為主，即發(fā)條儲(chǔ)能用于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向軸往上運(yùn)動(dòng)，這樣可以使導(dǎo)向軸和動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)更快，振動(dòng)頻率更高。為了更好地平衡離心力，由懸臂、棘輪構(gòu)成的離心力平衡機(jī)構(gòu)可以為多套，以在不同的轉(zhuǎn)速下與條形齒結(jié)合，從而隨轉(zhuǎn)速增大而提供更多的棘輪參與離心力平衡。

上述離心力平衡機(jī)構(gòu)也可以隨車輪轉(zhuǎn)速不同，讓不同數(shù)量的彈簧對(duì)動(dòng)子產(chǎn)生作用，從而達(dá)到平衡動(dòng)子離心力的作用。此時(shí)可以在連接板和機(jī)殼頂部（靠近輪子圓心端）之間設(shè)有拉簧23，拉簧有多根，每根拉簧在轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)值時(shí)被拉伸，每根拉簧對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)值各不相同。比如拉簧Ⅰ在轉(zhuǎn)速大于Ⅰ時(shí)被拉伸，拉簧Ⅱ在轉(zhuǎn)速大于Ⅱ時(shí)被拉伸，拉簧Ⅲ在轉(zhuǎn)速大于Ⅲ時(shí)被拉伸，轉(zhuǎn)速Ⅳ﹥轉(zhuǎn)速Ⅲ﹥轉(zhuǎn)速Ⅱ﹥轉(zhuǎn)速Ⅰ，這樣在不同的轉(zhuǎn)速下，就有不同數(shù)量的拉簧被拉伸，轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，被拉伸的拉簧也越多，比如轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速Ⅳ時(shí)，拉簧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都被拉伸；轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)速Ⅲ時(shí)，拉簧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都被拉伸，從而在不同的轉(zhuǎn)速下都能夠?qū)﹄x心力實(shí)現(xiàn)可靠的平衡。也可以在反方向安裝若干壓簧，原理跟拉簧類似。

除此之外，離心力平衡機(jī)構(gòu)還可以是電磁式或者液壓式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，電磁式利用傳感器采集離心力大小，進(jìn)而通過控制機(jī)構(gòu)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)平衡離心力，阻止動(dòng)子向胎體方向的運(yùn)動(dòng)，從而均衡動(dòng)子與胎體的作用力。

每個(gè)直線發(fā)電機(jī)中設(shè)有多個(gè)離心力平衡機(jī)構(gòu)，每個(gè)離心力平衡機(jī)構(gòu)在車輪轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值時(shí)起作用，轉(zhuǎn)速的設(shè)定值各不相同。這些多個(gè)離心力平衡機(jī)構(gòu)既可以是同種結(jié)構(gòu)的多套，也可以是不同結(jié)構(gòu)的組合，這根據(jù)實(shí)際情況靈活選取。

為了將動(dòng)子在最大行程位置時(shí)還沒有釋放的能量?jī)?chǔ)存起來，本實(shí)用新型在機(jī)殼5頂端裝有彈性裝置21，動(dòng)子在胎體變形往輪胎中心方向推動(dòng)下到達(dá)最大行程時(shí)與該彈性裝置21接觸，用于將動(dòng)子到達(dá)此位置時(shí)沒有完全釋放的動(dòng)能通過壓縮彈性裝置21而儲(chǔ)能，隨后又推動(dòng)動(dòng)子回復(fù)，對(duì)動(dòng)子的作用力更大，產(chǎn)生更多電能。所述彈性裝置為若干碰簧，碰簧位于動(dòng)子最大行程處，與自由狀態(tài)下的動(dòng)子間存在間距。由于橡膠胎體在不同情形下對(duì)動(dòng)子的作用力不同，動(dòng)子的行程也不同，理論上每次作用都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)行程，不同作用力行程不同；由于空間原因，機(jī)殼限制了動(dòng)子最大行程，通常情況下動(dòng)子不會(huì)達(dá)到最大行程就會(huì)反向，但如果作用力很大，比如明顯的凹凸路面對(duì)橡膠胎體的變形就大，動(dòng)子可能會(huì)達(dá)到最大行程，即使在最大行程處，也有繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即胎體給動(dòng)子的作用力沒有完全釋放，此時(shí)通過彈性裝置就能夠很好地吸收多余能量，并將該能量用于動(dòng)子的復(fù)位，由此使動(dòng)子往復(fù)運(yùn)動(dòng)更快，行程更大，發(fā)電效率更高。

在動(dòng)子4與橡膠胎體2內(nèi)底間設(shè)有緩沖彈簧22，緩沖彈簧22一端設(shè)于動(dòng)子4上或者設(shè)于橡膠胎體2內(nèi)表面，另一端處于自由狀態(tài)。輪胎下沉量對(duì)應(yīng)位置的動(dòng)子被瞬間作用，由該緩沖彈簧充分吸收輪胎的沖擊和振動(dòng)能量，轉(zhuǎn)化為動(dòng)子的動(dòng)能，從而避免沒有彈簧時(shí)該沖擊和振動(dòng)如果過大而動(dòng)子又不能馬上吸收，就會(huì)通過胎面和減振器消納而白白損耗。緩沖彈簧同時(shí)緩沖輪胎給動(dòng)子的脈沖式?jīng)_擊，使動(dòng)子在定子內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)趨向均勻，駕駛感受也更好。

由于輪胎運(yùn)行與地面作用時(shí)有這樣一個(gè)特點(diǎn)，輪胎變形時(shí)，即將進(jìn)入路面部位會(huì)向外凸起，剛駛離路面部位會(huì)內(nèi)凹，為此每套發(fā)電機(jī)在輪輞上的安裝角度，其中心線與該處輪輞切線有一定傾角，以使發(fā)電機(jī)在輪轂上的安裝角度沿輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向偏離，即朝向外凸方向；便于輪胎胎面受壓變凸時(shí)，第一時(shí)間將能量傳遞給動(dòng)子，從而最大限度吸收來自胎面的沖擊振動(dòng)能量，并使輪胎胎面對(duì)動(dòng)子的沖擊振動(dòng)時(shí)間最大化，動(dòng)子吸收更多的能量。

橡膠胎體內(nèi)底，由于要與動(dòng)子彈簧產(chǎn)生接觸磨損，故在底表面增設(shè)一層耐磨材料。

直線發(fā)電機(jī)安裝在輪輞圓周上，在圓周上成多列且列與列之間交叉排列，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)可連續(xù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)動(dòng)子，幾只上幾只下發(fā)電，增大發(fā)電量，減小動(dòng)子運(yùn)動(dòng)對(duì)車輪及車輛的沖擊。

本實(shí)用新型直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子移動(dòng)距離大于或等于輪胎下沉量，即動(dòng)子與輪胎胎面內(nèi)底之間是彈性碰撞，動(dòng)子收集更多能量。而胎面因?qū)⒛芰總鬟f給動(dòng)子，自身的振動(dòng)振幅大幅減小、振動(dòng)持續(xù)時(shí)間大幅縮短，因安裝直線發(fā)電機(jī)車輪質(zhì)量增加而導(dǎo)致的車輛簧下質(zhì)量增加，從而多了一條將沖擊振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能的傳遞途徑，這樣車輪遇凹凸不平路面對(duì)車身的沖擊就減少了，車輛舒適性和車輪觸地時(shí)間都得到提高。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。