專利名稱：用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于振動(dòng)發(fā)電裝置，特別涉及一種用于交通工具(所述交通工具指汽車與火車以及人力自行車)的振動(dòng)發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的普及率和使用率越來(lái)越高，以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的汽車對(duì)石油的消耗大幅度提高，對(duì)環(huán)境造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重。為了降低對(duì)石油的消耗和保護(hù)環(huán)境，新能源的研發(fā)越來(lái)越受到重視。汽車、火車等交通工具在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)能量的回收將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益，而將汽車、火車甚至人力自行車行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)能量用于發(fā)電是一種振動(dòng)能回收的有效方式。為了實(shí)現(xiàn)振動(dòng)能量的發(fā)電，需要相應(yīng)的發(fā)電裝置或系統(tǒng)。因此已經(jīng)有利用汽車、火車行駛產(chǎn)生的振動(dòng)能量發(fā)電的技術(shù)方案問世。ZL200410073301. 3公開了一種“軌道車輛振動(dòng)能量壓電發(fā)電方法及其系統(tǒng)”，ZL200410073241. 5公開了一種“汽車振動(dòng)能量壓電方法及其系統(tǒng)”，上述兩份專利的系統(tǒng)均包括至少一個(gè)壓電裝置、一個(gè)電力變換裝置、至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置或最終用電負(fù)載，所述壓電裝置包括外活塞、內(nèi)活塞、液壓缸和壓電元件。因此，開發(fā)多種不同類型和結(jié)構(gòu)的回收振動(dòng)能量的發(fā)電裝置具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械式結(jié)構(gòu)的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，以增加振動(dòng)發(fā)電裝置的類型、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低制作成本。本發(fā)明所述用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，包括第一杠桿、第一齒條、第一齒輪、 棘輪、第二齒輪、第三齒輪、發(fā)電機(jī)、第一支座、第一軸和第二軸；第一杠桿安裝在第一支座上并與第一支座鉸連，第一杠桿的一端與交通工具上的懸掛裝置或減震裝置鉸連，其另一端與第一齒條鉸連，所述第一齒條與第一齒輪組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪為從動(dòng)輪；第一齒輪、棘輪和第二齒輪通過軸承安裝在第一軸上，第一軸固定在支承座上，第一齒輪與棘輪的輪體連接成一體，第二齒輪通過其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽與棘輪的棘爪相組合；第三齒輪安裝在第二軸上并與第二軸固連，第二軸通過軸承安裝在軸承座上，第三齒輪與第二齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，第二齒輪為主動(dòng)輪，第三齒輪為從動(dòng)輪，發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與第二軸通過單向軸承連接。本發(fā)明所述用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，還采用了以下技術(shù)方案1、第一杠桿的動(dòng)力臂長(zhǎng)度L1與阻力臂長(zhǎng)度L2之比為=L1 L2 = 1 1，或1^ L2 >1，或1^ L2<1。當(dāng)！^ L2 < 1時(shí)，可放大第一齒條的行程。2、棘輪的棘爪至少為兩個(gè)，與棘爪的數(shù)量相匹配，第二齒輪輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽至少為4個(gè)，棘輪的輪體為兩階梯圓臺(tái)，其中心設(shè)置有軸承安裝孔，各棘爪相隔相同的間距安裝在所述兩階梯圓臺(tái)的外圓周上，安裝方式為各棘爪的一端與兩階梯圓臺(tái)中的大圓臺(tái)的外圓周鉸連，各棘爪的內(nèi)側(cè)面通過復(fù)位彈簧與兩階梯圓臺(tái)中的小圓臺(tái)的外圓周連接。3、第二齒輪與第三齒輪的傳動(dòng)比至少為2 1，優(yōu)選2 6 1。4、為了增大對(duì)第一齒輪的作用力，設(shè)置了第二杠桿、第二支座和第二齒條，第二杠桿安裝在第二支座上并與第二支座鉸連，第二杠桿的一端與第一齒條鉸連，其另一端與第二齒條鉸連，第二齒條與第一齒輪組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪為從動(dòng)輪。所述第二杠桿的動(dòng)力臂長(zhǎng)度與阻力臂長(zhǎng)度之比為1 1。本發(fā)明所述振動(dòng)發(fā)電裝置的工作原理在車輛懸掛或減震裝置對(duì)第一杠桿所施加力F的作用下，第一杠桿的阻力臂帶動(dòng)第一齒條向上運(yùn)動(dòng)(若設(shè)置了第二杠桿和第二齒條， 在第一齒條向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，第二杠桿的阻力臂帶動(dòng)第二齒條向下運(yùn)動(dòng))，從而帶動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝积X輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)第三齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谌X輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即可通過第二軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于第二齒輪輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的與棘爪組合的卡槽為單轉(zhuǎn)向卡槽，因而第二齒輪只能單方向旋轉(zhuǎn)，與之嚙合的第三齒輪也只能單方向旋轉(zhuǎn)，與第三齒輪同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也只能單方向旋轉(zhuǎn)，因而發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電流相序不變。本發(fā)明具有以下有益效果1、用于本發(fā)明所述用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置由杠桿、齒條齒輪傳動(dòng)副、齒輪傳動(dòng)副組成，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制作，有利于降低制作成本。2、用第一杠桿傳遞交通工具在運(yùn)行過程中振動(dòng)而產(chǎn)生的力，便于調(diào)整第一杠桿的動(dòng)力臂長(zhǎng)度L1與阻力臂長(zhǎng)度L2之比，從而改變第一齒條的行程和作用力。3、采用棘輪帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅易于實(shí)現(xiàn)第二齒輪的單方向旋轉(zhuǎn)，而且有利于提高裝置的效率(棘輪單向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，再反向復(fù)位一個(gè)角度所需的力矩很小)；通過對(duì)棘爪數(shù)量的選擇，便于控制運(yùn)動(dòng)傳遞精度和棘輪的加工難度。4、通過控制第二齒輪和第三齒輪的傳動(dòng)比，交通工具每一個(gè)不大的振動(dòng)或震蕩都會(huì)給第三齒輪3較大的轉(zhuǎn)速，從而增加發(fā)電量。5、設(shè)置第二杠桿和第二齒條，有利于增大對(duì)第一齒輪的作用力。


圖1是本發(fā)明所述用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中第一齒輪與棘輪的組裝示意圖，圖中還表示出了棘輪的棘爪和復(fù)位彈簧在棘輪的輪體上的安裝位置與安裝方式；圖3是圖1中第二齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中表示出了單轉(zhuǎn)向卡槽的形狀和在第二齒輪輪轂內(nèi)孔壁上的分布；圖4是圖1中第一齒輪、棘輪、第二齒輪、第三齒輪和發(fā)電機(jī)的組裝關(guān)系及傳動(dòng)原理示意圖；圖5是第一杠桿、第一齒條、第二杠桿、第二齒條和第一齒輪的組裝關(guān)系示意圖。 圖中，1-第一齒輪、2-第二齒輪、3-第三齒輪、4-棘爪、5-復(fù)位彈簧、6-卡槽、7-卡槽斜面、 8-第一軸、9-第一齒條、10-第一杠桿、11-第二軸、12-第二齒條、13-第二杠桿、14-棘輪、 15-發(fā)電機(jī)、16-第一支座、17-第二支座、18-軸承座、19-支承座、20-單向軸承。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1本實(shí)施例中，用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)如圖1、圖4所示，包括第一杠桿10、第一齒條9、第一齒輪1、棘輪14、第二齒輪2、第三齒輪3、發(fā)電機(jī)15、第一支座16、第一軸8和第二軸11。第一杠桿10安裝在第一支座16上并與第一支座鉸連，第一杠桿10的一端與汽車上的懸掛裝置鉸連，其另一端與第一齒條9的上端鉸連，第一杠桿10的動(dòng)力臂長(zhǎng)度L1與阻力臂長(zhǎng)度L2之比可根據(jù)需要調(diào)整為=L1 L2 = I 1，或1^ 1^2>1，或1^ L2<1，所述第一齒條9與第一齒輪1組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪1為從動(dòng)輪。棘輪14包括輪體和棘爪4，棘輪的輪體為兩階梯圓臺(tái)，其中心設(shè)置有軸承安裝孔， 如圖2和圖4所示，棘輪的棘爪4為楔形快，其數(shù)量為四個(gè)，如圖2所示，各棘爪相隔相同的間距安裝在所述兩階梯圓臺(tái)的外圓周上，安裝方式為各棘爪的尖端與兩階梯圓臺(tái)中的大圓臺(tái)的外圓周鉸連，各棘爪的內(nèi)側(cè)面通過復(fù)位彈簧5與兩階梯圓臺(tái)中的小圓臺(tái)的外圓周連接(見圖幻。第二齒輪2的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置有八個(gè)與棘爪形狀和尺寸相匹配的單轉(zhuǎn)向卡槽6。第一齒輪1、棘輪14和第二齒輪2通過軸承安裝在第一軸8上，可繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 第一軸8固定在支承座19上不能轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪1與棘輪14的輪體連接成一體，第二齒輪 2通過其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽6與棘輪的棘爪4相組合。第三齒輪3安裝在第二軸11上并與第二軸11固連，第二軸通過軸承安裝在軸承座18上，發(fā)電機(jī)15的動(dòng)力輸入軸與第二軸11通過單向軸承20連接，第三齒輪與第二齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，第二齒輪2為主動(dòng)輪，第三齒輪3為從動(dòng)輪，第二齒輪2與第三齒輪3的傳動(dòng)比為5 1，當(dāng)?shù)诙X輪2帶動(dòng)第三齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二軸11和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)?shù)谌X輪3停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，發(fā)電機(jī)15的轉(zhuǎn)子由于慣性的作用仍可繞第二軸11減速旋轉(zhuǎn)，以降低對(duì)第三齒輪3和第二軸11所造成的沖擊。實(shí)施例2本實(shí)施例中，用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置包括第一杠桿10、第一齒條9、第一齒輪1、棘輪14、第二齒輪2、第三齒輪3、發(fā)電機(jī)15、第一支座16、第一軸8、第二軸11、第二杠桿13、第二齒條12、第二支座17。第一杠桿10安裝在第一支座16上并與第一支座鉸連，第一杠桿10的一端與火車上的減震裝置鉸連，其另一端與第一齒條9的上端鉸連，第一杠桿10的動(dòng)力臂長(zhǎng)度L1與阻力臂長(zhǎng)度L2之比可根據(jù)需要調(diào)整為=L1 L2=I 1，或1^ 1^2>1，或1^ L2 < 1 ； 第二杠桿13安裝在第二支座17上并與第二支座鉸連，其動(dòng)力臂長(zhǎng)度與阻力臂長(zhǎng)度之比為 1 1，第二杠桿13的一端與第一齒條9的下端鉸連，其另一端與第二齒條12的下端鉸連， 第一齒條9、第二齒條12均與第一齒輪1組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪1既是第一齒條9 的從動(dòng)輪，又是第二齒條12的從動(dòng)輪，如圖5所示。棘輪14包括輪體和棘爪4，棘輪的輪體為兩階梯圓臺(tái)，其中心設(shè)置有軸承安裝孔， 棘輪的棘爪4為楔形快，其數(shù)量為六個(gè)，各棘爪相隔相同的間距安裝在所述兩階梯圓臺(tái)的外圓周上，安裝方式為各棘爪的尖端與兩階梯圓臺(tái)中的大圓臺(tái)的外圓周鉸連，各棘爪的內(nèi)側(cè)面通過復(fù)位彈簧5與兩階梯圓臺(tái)中的小圓臺(tái)的外圓周連接。第二齒輪2的輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置有十二個(gè)與棘爪形狀和尺寸相匹配的單轉(zhuǎn)向卡槽6。第一齒輪1、棘輪14和第二齒輪2通過軸承安裝在第一軸8上，可繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 第一軸8固定在支承座19上不能轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪1與棘輪14的輪體連接成一體，第二齒輪 2通過其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽6與棘輪的棘爪4相組合。第三齒輪3安裝在第二軸11上并與第二軸11固連，第二軸通過軸承安裝在軸承座18上，發(fā)電機(jī)15的動(dòng)力輸入軸與第二軸11通過單向軸承20連接，第三齒輪與第二齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，第二齒輪2為主動(dòng)輪，第三齒輪3為從動(dòng)輪，第二齒輪2與第三齒輪3的傳動(dòng)比為3 1。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，例如，棘爪的數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整，第二齒輪2與第三齒輪3的傳動(dòng)比可根據(jù)需要調(diào)整，在本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案范圍內(nèi)可以設(shè)計(jì)出多種具體結(jié)構(gòu)的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于包括第一杠桿(10)、第一齒條(9)、 第一齒輪(1)、棘輪(14)、第二齒輪(2)、第三齒輪(3)、發(fā)電機(jī)(15)、第一支座(16)、第一軸 ⑶和第二軸(11)；第一杠桿(10)安裝在第一支座(16)上并與第一支座鉸連，第一杠桿(10)的一端與交通工具上的懸掛裝置或減震裝置鉸連，其另一端與第一齒條(9)鉸連，所述第一齒條(9)與第一齒輪(1)組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪(1)為從動(dòng)輪；第一齒輪(1)、棘輪(14)和第二齒輪( 通過軸承安裝在第一軸(8)上，第一軸(8)固定在支承座(19)上，第一齒輪⑴與棘輪(14)的輪體連接成一體，第二齒輪(2)通過其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽(6)與棘輪的棘爪(4)相組合；第三齒輪(3)安裝在第二軸(11)上并與第二軸(11)固連，第二軸通過軸承安裝在軸承座(18)上，第三齒輪與第二齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，第二齒輪O)為主動(dòng)輪，第三齒輪(3) 為從動(dòng)輪，發(fā)電機(jī)(1 的動(dòng)力輸入軸與第二軸(11)通過單向軸承00)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第一杠桿(10)的動(dòng)力臂長(zhǎng)度L1與阻力臂長(zhǎng)度L2之比為=L1 L2=I 1，或1^ 1^2>1，或1^ L2 < I0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于棘輪的棘爪 (4)至少為兩個(gè)，第二齒輪( 輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽(6)至少為4個(gè)，棘輪的輪體為兩階梯圓臺(tái)，其中心設(shè)置有軸承安裝孔，各棘爪相隔相同的間距安裝在所述兩階梯圓臺(tái)的外圓周上，安裝方式為各棘爪的一端與兩階梯圓臺(tái)中的大圓臺(tái)的外圓周鉸連，各棘爪的內(nèi)側(cè)面通過復(fù)位彈簧(5)與兩階梯圓臺(tái)中的小圓臺(tái)的外圓周連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第二齒輪 (2)與第三齒輪(3)的傳動(dòng)比至少為2:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第二齒輪(2)與第三齒輪(3)的傳動(dòng)比至少為2 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第二齒輪(2)與第三齒輪(3)的傳動(dòng)比為2 6 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第二齒輪(2)與第三齒輪(3)的傳動(dòng)比為2 6 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于還包括第二杠桿(13)、第二支座(17)和第二齒條(12)，第二杠桿(1 安裝在第二支座(17)上并與第二支座鉸連，第二杠桿(1 的一端與第一齒條(9)鉸連，其另一端與第二齒條(1 鉸連， 第二齒條(1 與第一齒輪(1)組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪(1)為從動(dòng)輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于還包括第二杠桿 (13)、第二支座(17)和第二齒條(12)，第二杠桿(1 安裝在第二支座(17)上并與第二支座鉸連，第二杠桿(1 的一端與第一齒條(9)鉸連，其另一端與第二齒條(1 鉸連，第二齒條(1 與第一齒輪(1)組成齒條齒輪傳動(dòng)副，第一齒輪(1)為從動(dòng)輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，其特征在于第二杠桿(13) 的動(dòng)力臂長(zhǎng)度與阻力臂長(zhǎng)度之比為1 1。
全文摘要
一種用于交通工具的振動(dòng)發(fā)電裝置，包括第一杠桿、第一齒條、第一齒輪、棘輪、第二齒輪、第三齒輪、發(fā)電機(jī)、第一支座、第一軸和第二軸；第一杠桿安裝在第一支座上并與第一支座鉸連，第一杠桿的一端與交通工具上的懸掛裝置或減震裝置鉸連，其另一端與第一齒條鉸連，所述第一齒條與第一齒輪組成齒條齒輪傳動(dòng)副；第一齒輪、棘輪和第二齒輪通過軸承安裝在第一軸上，第一齒輪與棘輪的輪體連接成一體，第二齒輪通過其輪轂內(nèi)孔壁上設(shè)置的單轉(zhuǎn)向卡槽與棘輪的棘爪相組合；第三齒輪安裝在第二軸上并與第二軸固連，第三齒輪與第二齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，第二齒輪為主動(dòng)輪，第三齒輪為從動(dòng)輪，發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與第二軸通過單向軸承連接。
文檔編號(hào)B60G13/14GK102390230SQ201110233588
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者趙蒙 申請(qǐng)人:趙蒙