本發(fā)明涉及用于交通工具的發(fā)電設(shè)備。該設(shè)備可以是可背光照明的裝飾條、例如登門條。本發(fā)明還涉及具有這種設(shè)備的交通工具以及用于在交通工具中產(chǎn)生電能的方法。
背景技術(shù):
在交通工具中并且特別是在汽車領(lǐng)域中,通常應(yīng)用多種不同的電力運行的裝置,例如車載收音機、免提通話裝置、空調(diào)裝置等。這些裝置通常從交通工具的電力系統(tǒng)汲取用于運行這些裝置所需的能量,該電力系統(tǒng)通常具有蓄電池形式的蓄能器,該蓄電池就其本身在行駛期間由馬達充電。
但是除了具有相對高能量需求的這些裝置之外,在交通工具中也越來越經(jīng)常地使用具有相對低電能需求的電力運行的裝置。這種裝置例如可以是可背光照明的裝飾條,該裝飾條可以例如作為登門條直接地設(shè)置在駕駛員門下方,以便向駕駛者在登門時顯示例如汽車品牌或警告指示。用于背光照明所需的能量需求在這種裝飾條中大部分十分低。
即便在這種電力運行的裝置中的能量需求通常是低的,但是通常必須設(shè)有昂貴的布線,以便將該裝置連接到交通工具的電力系統(tǒng)上。通常必須在交通工具中敷設(shè)附加的連接線纜,并且必須在交通工具本體中設(shè)有附加的鉆孔,以便穿引這些連接線纜。剛好在裝飾條的情況下和尤其在登門條中存在以下風險:在鉆孔的區(qū)域中,潮氣滲入交通工具中,其中連接線纜穿引經(jīng)過所述鉆孔。此外,電器裝置以及尤其登門條通常經(jīng)受到外部的機械影響,該影響能夠?qū)е逻B接于其上的連接線纜特別在連接線纜引導穿過本體鉆孔時折斷或夾損。由于布線是耗費的,用這種電力運行的裝置對交通工具進行加裝也是高成本的。
作為連接到交通工具的電力系統(tǒng)的替代方案,在交通工具的電器裝置中經(jīng)常使用電池或又應(yīng)用可充電的蓄電池。然而,電池或蓄電池的缺點存在于,過一定的時間后該電池或可充電的蓄電池就必須被更換或者被重新充電,這對于使用者而言意味著一定的耗費。此外,電池或蓄電池遭受溫度波動,由此導致根據(jù)應(yīng)用情況和應(yīng)用區(qū)域而不能充分地保障該電池或蓄電池的功能和壽命。
用于機動車的借助紐扣電池形式的電池運行的登門條在de102011112808a1中公開。
在us2007/0258262a1和us5,578,877中分別提出了用于交通工具內(nèi)的電器設(shè)備的自給自足的供能系統(tǒng)。這些系統(tǒng)分別基于具有活動地設(shè)置的擺動載荷的振動系統(tǒng)以及用于將該擺動載荷的動能感應(yīng)地轉(zhuǎn)換成電能的感應(yīng)單元。通過在交通工具運行中產(chǎn)生的振動使擺動載荷運動,并且生成用于相應(yīng)的電器設(shè)備的電流。但是,這種自給自足的供能系統(tǒng)的能量產(chǎn)率根據(jù)交通工具類型、負載狀態(tài)、路面等經(jīng)常是不令人滿意的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是,改善在用于交通工具的發(fā)電設(shè)備中的能量產(chǎn)率。此外,發(fā)電設(shè)備應(yīng)該盡可能簡單,并且可以在不同的交通工具和不同的交通工具類型中應(yīng)用。為了實現(xiàn)該目的,提出了如權(quán)利要求1所提出的發(fā)電設(shè)備。此外,在權(quán)利要求13中提出具有這種發(fā)電設(shè)備的交通工具。在從屬權(quán)利要求中提出本發(fā)明的有利的設(shè)計方案。
因此,本發(fā)明提出用于交通工具的、特別用于機動車的發(fā)電設(shè)備,該發(fā)電設(shè)備具有:
振動系統(tǒng),該振動系統(tǒng)具有活動地設(shè)置的擺動載荷;以及
感應(yīng)單元,該感應(yīng)單元用于將擺動載荷的動能感應(yīng)地轉(zhuǎn)換成電能。
此外,發(fā)電設(shè)備具有用于確定交通工具的振動頻率的至少一個傳感器、特別是加速度傳感器,以及具有用于將振動系統(tǒng)的共振頻率匹配于交通工具的所確定的振動頻率的控制單元。
發(fā)電設(shè)備是可背光照明的裝飾條。例如,可背光照明的裝飾條是內(nèi)部條、例如登門條,或外部條。外部條在包括門的交通工具中是在關(guān)閉門的情況下從交通工具外部可見的條。優(yōu)選地,發(fā)電設(shè)備被固定在交通工具的不可活動的組成部分、例如本體上。優(yōu)選地,登門條被固定在門檻上,但是,也可以被固定在行李艙的區(qū)域中。優(yōu)選地,振動系統(tǒng)、感應(yīng)單元和傳感器以及至少一個發(fā)光元件、特別是led設(shè)置在裝飾條的內(nèi)部空間中。因此,在這種情況下,在該裝置中生成的電流被用于該設(shè)備的并且特別該發(fā)光元件的自給自足的供能。優(yōu)選地,由覆蓋件將內(nèi)部空間朝外地覆蓋,該覆蓋件能夠被發(fā)光元件透射,并且對此優(yōu)選地具有可背光照明的穿口。尤其是,在發(fā)光元件和穿口之間可以設(shè)置有利地構(gòu)成為漫散射器的光導體,以便將由發(fā)光元件所放射的光引導至覆蓋件,特別地引導至覆蓋件的穿口。優(yōu)選地,裝飾條、特別登門條具有5毫米或更小的厚度。發(fā)電設(shè)備可以具有光傳感器,以便檢測交通工具門的打開狀態(tài),并且根據(jù)交通工具門的所檢測的打開狀態(tài)對發(fā)光元件進行接通或斷開。
借助于傳感器,控制單元可以在需要時確定交通工具的振動頻率,并且將振動系統(tǒng)的共振頻率相應(yīng)地匹配于所確定的振動頻率。因此,控制單元利用由傳感器記錄的數(shù)據(jù)確定交通工具的至少一個振動頻率。從至少一個所確定的振動頻率中選擇至少一個頻率,并且使振動系統(tǒng)的、特別擺動載荷的振動頻率與所選擇的頻率共振。在本發(fā)明的范圍中,振動系統(tǒng)的、特別擺動載荷的與所選擇的頻率形成共振的頻率稱作為共振頻率。以這種方式可以確保:振動系統(tǒng)最優(yōu)地匹配于當前的給定條件,即,最優(yōu)地匹配于交通工具的當前的占優(yōu)勢的振動,該振動例如與交通工具類型、輪胎、負載狀態(tài)或公路狀態(tài)(雪、瀝青、石子路等)相關(guān)。由于振動系統(tǒng)可以隨時與交通工具的振動形成共振,所以,交通工具的振動最優(yōu)地被轉(zhuǎn)換成擺動載荷的振動運動,進而振動的擺動載荷的動能通過感應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能。由于將共振頻率優(yōu)選地自動地匹配于交通工具的振動頻率,因此,可以無需其他準備的情況下在不同交通工具中應(yīng)用相同的發(fā)電設(shè)備。因此,可以針對不同的交通工具一致地制造發(fā)電設(shè)備,由此極大地降低制造成本和耗費。此外,尤其是,該設(shè)備非常適合加裝,因為在安裝在交通工具上時通常不必須進行振動系統(tǒng)的手動匹配。由于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),可以相對薄地構(gòu)成發(fā)電設(shè)備,進而在交通工具中需要相對少的結(jié)構(gòu)空間。
為了確定交通工具的振動頻率,可以在控制單元中計算由傳感器確定的數(shù)據(jù)、特別加速度數(shù)據(jù)的至少一個頻譜,并且從該至少一個頻譜中選擇優(yōu)選允許最大能量產(chǎn)率的頻率。尤其是,能量產(chǎn)率與頻率的大小以及振動的幅度相關(guān)。于是,振動系統(tǒng)可以相應(yīng)地由控制單元設(shè)置,使得將共振頻率匹配于從至少一個頻譜中選擇的頻率,以至于發(fā)電設(shè)備可以優(yōu)選地吸收最大的能量。控制單元通常是電子構(gòu)件,該電子構(gòu)件有利地具有計算單元、例如特別是cpu。
有利地,發(fā)電設(shè)備具有至少兩個振動系統(tǒng),所述至少兩個振動系統(tǒng)分別具有擺動載荷和感應(yīng)單元。于是,振動系統(tǒng)可以以其共振頻率例如匹配于交通工具的不同的典型出現(xiàn)的振動頻率。振動系統(tǒng)可以構(gòu)成為,使得振動系統(tǒng)的擺動載荷能夠分別沿相同方向活動。但是,振動系統(tǒng)也可以構(gòu)成為,使得振動系統(tǒng)的擺動載荷能夠沿不同的、特別彼此基本上垂直的方向活動。至少兩個振動系統(tǒng)構(gòu)成為使得其擺動載荷能夠沿不同方向活動提供了下述優(yōu)點:交通工具的振動與其方向無關(guān)地能夠被轉(zhuǎn)換成至少一個擺動載荷的運動進而轉(zhuǎn)換成電能。
尤其是,交通工具可以是公路交通工具、例如機動車、載貨車或摩托車。但是,也可以是鐵路交通工具或飛行器。
有利地,傳感器設(shè)置在發(fā)電設(shè)備中或直接地設(shè)置在發(fā)電設(shè)備上,更有利地設(shè)置在發(fā)電設(shè)備中。將傳感器設(shè)置在發(fā)電設(shè)備中或直接地設(shè)置在發(fā)電設(shè)備上提供了下述優(yōu)點:交通工具的被傳遞給發(fā)電設(shè)備上、特別交通工具的振動單元上的進而由振動系統(tǒng)潛在地轉(zhuǎn)換成電能的振動也可以由傳感器感應(yīng)。因此,傳感器直接感應(yīng)交通工具的由發(fā)電設(shè)備吸收的振動,所述振動能夠潛在地轉(zhuǎn)換成電能,使得控制單元可以將振動系統(tǒng)的共振頻率或振動系統(tǒng)的擺動載荷的共振頻率匹配于交通工具的能夠轉(zhuǎn)換成電能的振動的頻率。因此,如何或如何牢固地將發(fā)電設(shè)備固定在交通工具上的方式和方法不是重要的。顯然地,傳感器也可以在發(fā)電設(shè)備外設(shè)置在交通工具中或直接設(shè)置在交通工具上,并且交通工具的振動的所確定的頻率數(shù)據(jù)例如無線纜地或“無線地”傳遞至發(fā)電設(shè)備。在這種情況下,傳感器由交通工具的電力系統(tǒng)運行。
優(yōu)選地,傳感器是加速度傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員充分知曉適合于這種應(yīng)用的加速度傳感器。在傳感器中使用一個或多個振動小板也是可行的。
有利地具有永磁體的擺動載荷通常設(shè)置成,使得該擺動載荷相對于靜止位置例如能夠移動或旋轉(zhuǎn)。在移動的情況下,擺動載荷優(yōu)選地執(zhí)行平移運動,更優(yōu)選地執(zhí)行線性移動。振動系統(tǒng)通常具有至少一個復位元件,以便在擺動載荷從擺動載荷的靜止位置移出時給擺動負載施加朝靜止位置的方向上的復位力。
有利地,共振頻率至少被選擇成交通工具沿x方向的振動的頻譜中的頻率,其中,x方向被定義成與交通工具的縱軸線同軸的方向,其中,y軸被定義成以90°角橫向于x軸的方向,并且其中,z軸被定義成與x軸和y軸成90°角的方向。交通工具在x方向上的振動的頻譜優(yōu)選地借助于加速度傳感器確定。在交通工具中、尤其在機動車中,x方向的振動具有尤其相對高的頻率以及幅度,進而將共振頻率匹配于x方向上的頻率引起通過發(fā)電設(shè)備得出的特別高的能量產(chǎn)率。尤其如果發(fā)電設(shè)備、特別是發(fā)電設(shè)備的擺動載荷平行或同軸于交通工具的、特別機動車的縱軸線設(shè)置,那么得到特別高的能量產(chǎn)率。顯然地,共振頻率可以匹配于下述頻率,該頻率存在于交通工具沿x方向的振動的頻譜中以及交通工具沿y方向的和/或z方向的振動的頻譜中。如果除了x方向上的頻譜之外,考慮y方向上和/或z方向上的頻譜,那么發(fā)電設(shè)備優(yōu)選地具有振動系統(tǒng),特別擺動載荷,該擺動載荷可以沿要附加地考慮的一個(或多個)方向振動。
有利地,設(shè)有兩個復位元件,擺動載荷在振動運動中能夠在所述復位元件之間往復活動。例如,彈簧、如特別是螺旋彈簧或扭力彈簧可以用作復位元件,以便在擺動載荷從擺動載荷的靜止位置中移出時給擺動載荷施加朝靜止位置方向上的復位力。于是,復位力至少部分地、特別基本完全地是彈力。但是,也能夠使用一個或多個磁體,以便作為一個或多個復位元件在擺動載荷從擺動載荷的靜止位置移出時,施加朝靜止位置方向上的復位力。該一個或多個磁體可以構(gòu)成為永磁體或電磁體。于是,復位力至少部分地、特別基本上完全地是磁力。
優(yōu)選地,感應(yīng)單元具有至少一個感應(yīng)線圈,所述至少一個感應(yīng)線圈具有多個繞組。擺動載荷的運動由于感應(yīng)線圈中的電磁感應(yīng)而生成電流,從而該設(shè)備適合于自給自足的供能。有利地,感應(yīng)線圈設(shè)置成,使得當該擺動載荷執(zhí)行振動運動時,該感應(yīng)線圈至少部分圍繞擺動載荷。優(yōu)選地,感應(yīng)線圈的至少一個繞組為了匹配振動系統(tǒng)的共振頻率而能夠接通或斷開。因此優(yōu)選地,各個繞組能夠分別個別地接通或斷開。以這種方法,基于楞次定律借助于控制單元進行特別簡單地匹配共振頻率是可行的。替選地,例如,振動系統(tǒng)的共振頻率能夠也通過下述方法進行匹配,即復位元件關(guān)于其相對于擺動載荷的位置被移動,或作用于擺動載荷的復位力被改變,這當電磁體被用作復位元件時是特別簡單的。
有利地,發(fā)電設(shè)備整體上緊湊地構(gòu)成,并且優(yōu)選地具有殼體,所述殼體具有內(nèi)部空間,在內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置有振動系統(tǒng)、感應(yīng)單元以及傳感器。有利地,殼體向外基本上完全閉合,使得從外部起不可容易地進入內(nèi)部空間。
有利地,振動系統(tǒng)的共振頻率在15hz至80hz的范圍中、尤其在25hz至45hz的范圍中。振動系統(tǒng)由此匹配于在交通工具中、尤其在機動車中通常出現(xiàn)的振動頻率。優(yōu)選地,振動系統(tǒng)在該范圍內(nèi)的共振頻率能夠設(shè)置成實際出現(xiàn)的振動頻率。在交通工具中、尤其在機動車中,在其馬達運行在靜止狀態(tài)或在行駛時,振動頻率在通常15hz至80hz、尤其25hz至45hz的范圍中變動。優(yōu)選地,交通工具的、特別機動車的振動頻率借助加速度傳感器測量。
此外有利地,發(fā)電設(shè)備具有用于存儲由感應(yīng)單元生成的電能的蓄能器??梢杂纱艘苍诮煌üぞ哽o止后還提供在交通工具行駛期間生成的能量。蓄能器可以是可再充電的蓄電池。然而有利地,電容存儲器用作為蓄能器,因為該電容存儲器較少受溫度波動影響。此外,在使用電容存儲器時不強制需要充電電子裝置。超級電容的使用被證明是特別有利地的,因為于是所生成的電能保持被存儲兩周,這對于多數(shù)應(yīng)用和尤其對于裝飾條的背光照明通常是足夠的。當電容存儲器具有扁平的構(gòu)型時,可以特別節(jié)約空間地安置電容存儲器。
此外,本發(fā)明涉及具有發(fā)電設(shè)備的交通工具,該發(fā)電設(shè)備如所說明的那樣構(gòu)成。優(yōu)選的是:連接交通工具與發(fā)電設(shè)備或者將發(fā)電設(shè)備固定在交通工具上,使得振動可以最優(yōu)地傳遞給發(fā)電設(shè)備的振動系統(tǒng)。有利地,為了能夠最優(yōu)地吸收在交通工具中出現(xiàn)的振動,發(fā)電設(shè)備固定地與交通工具的本體連接,即固定在交通工具的基本框架上。有利地,發(fā)電設(shè)備經(jīng)由交通工具元件固定在交通工具本體上,即間接地固定在交通工具本體上,或有利地,直接固定在交通工具本體上。
振動系統(tǒng)尤其關(guān)于在振動狀態(tài)中擺動載荷的運動方向而言基本平行于、優(yōu)選地同軸于交通工具的縱軸線設(shè)置。因此,振動系統(tǒng)、尤其振動系統(tǒng)的擺動載荷基本平行于、優(yōu)選地同軸于交通工具的縱軸線振動,進而沿交通工具的行駛方向振動。這提供如下優(yōu)點:在交通工具中、特別在機動車中,發(fā)電設(shè)備的能量產(chǎn)率特別高。
例如,發(fā)電設(shè)備可以借助于螺釘或借助于粘合膠、例如尤其雙面膠帶安置在交通工具上。但是,該設(shè)備也可以具有用于將該設(shè)備磁性地固定在交通工具上的一個或多個磁體。
附圖說明
在下文中借助附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式,所述附圖僅用于說明并且不可解釋成是限制性的。在附圖中示出:
圖1示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第一實施方式的剖面圖,該裝飾條具有豎直和水平的彈簧-質(zhì)量塊-振動系統(tǒng);
圖2示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第二實施方式的剖面圖,所述裝飾條具有兩個單側(cè)設(shè)置的彈簧-質(zhì)量塊-振動系統(tǒng);
圖3示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第三實施方式的剖面圖,所述裝飾條具有兩個雙側(cè)設(shè)置的彈簧-質(zhì)量塊-振動系統(tǒng);
圖4示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第四實施方式的剖面圖,所述裝飾條具有兩個雙側(cè)設(shè)置的磁體-磁體-振動系統(tǒng);
圖5示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第五實施方式的剖面圖,所述裝飾條具有兩個單側(cè)設(shè)置的磁體-磁體-振動系統(tǒng);
圖6示出貫穿可背光照明的裝飾條的形式的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的部分示出的第六實施方式的剖面圖,所述裝飾條具有兩個兩側(cè)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)的振動系統(tǒng);
圖7示出交通工具的x軸、y軸和z軸的示意性的圖示;
圖8a示出由加速度傳感器確定的數(shù)據(jù)的x分量;
圖8b示出由加速度傳感器確定的數(shù)據(jù)的y分量;
圖8c示出由加速度傳感器確定的數(shù)據(jù)的z分量;
圖9a示出圖8a中示出的數(shù)據(jù)的頻譜;
圖9b示出圖8b中示出的數(shù)據(jù)的頻譜;以及
圖9c示出圖8c中示出的數(shù)據(jù)的頻譜。
具體實施方式
在圖1至圖6中示出了用于交通工具的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的不同的實施方式。全部圖1至圖6示出的設(shè)備都是裝飾條,所述裝飾條優(yōu)選地作為登門條設(shè)置在交通工具門中的一個交通工具門的腳部區(qū)域中。但是,裝飾條可以設(shè)置在交通工具內(nèi)的或交通工具的外側(cè)的任意其他位置處,例如設(shè)置在行李艙門或擋泥板的區(qū)域中。優(yōu)選地,裝飾條具有通過裝飾條的最大縱向伸展確定的縱向方向,該縱向方向平行于交通工具的縱軸線20延伸。有利地,裝飾條固定地與交通工具本體連接。尤其是,該裝飾條可以粘貼在固定地與本體連接的交通工具元件上,或者借助于磁體固定,即,間接地固定在交通工具本體上,或直接地固定在交通工具本體上。
關(guān)于圖1至圖6示出的實施方式,相同的附圖標記分別用于相同的元件或相似的元件或起相同作用的元件或起相似作用的元件。
圖1中示出的裝飾條具有殼體,所述殼體具有內(nèi)部空間18。內(nèi)部空間18朝外由面狀的覆蓋件11以及承載板7限界,所述覆蓋件以及承載板是殼體的一部分。覆蓋件11以其背離內(nèi)部空間18的一側(cè)形成裝飾條的可見側(cè),承載板7以其背離內(nèi)部空間18的一側(cè)形成裝飾條的后側(cè)。覆蓋件11不僅向前朝可見面對內(nèi)部空間18限界,而且也在側(cè)向地圍繞(在圖2和圖5中部分可見)。
在覆蓋件11內(nèi)設(shè)有穿口13,所述穿口13分別形成開口,以便由設(shè)置在內(nèi)部空間中的發(fā)光元件9放射的光向外透射。穿口13可以根據(jù)其外部形狀形成例如字母、字符、符號等。為了避免潮氣和臟粒進入內(nèi)部空間18中,穿口13分別用半透明材料、例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)封閉。
直接在穿口13后方,在內(nèi)部空間18中設(shè)置有板狀的光導體12,該光導體用于將由發(fā)光元件9放射的光朝穿口13引導。尤其是,光導體12可以構(gòu)成作為漫散射器,使得穿口13可以均勻地由如下光背光照明,所述光由唯一的發(fā)光元件9放射。優(yōu)選地,發(fā)光元件9是一個或多個led,所述一個或多個led設(shè)置在光導體12的側(cè)向。發(fā)光元件9和光導體12基本上以相同的高度設(shè)置在覆蓋件11與承載板7之間。由此,裝飾條具有最小的高度。
在光導體12側(cè)向,在內(nèi)部空間18中設(shè)置有多個振動系統(tǒng)和感應(yīng)單元。振動系統(tǒng)分別具有活動地設(shè)置在內(nèi)部空間18中的、磁體3形式的擺動載荷以及彈簧4的形式的或固定磁體14形式的復位元件。在磁體3從其靜止位置中偏移的情況下,復位元件用于:給磁體3朝其靜止位置的方向施加復位力。復位力的強度與磁體3從其靜止位置偏移成比例。在外部力作用到振動系統(tǒng)的情況下,例如尤其在由交通工具引起的振動的情況下,磁體3分別由于慣性而從其靜止位置偏移,并且由于復位元件而處于振動運動中。
在光導體12的圖1的視圖中的左側(cè)上,彼此并排地設(shè)置有兩個振動系統(tǒng),所述振動系統(tǒng)分別具有活動的磁體3和用于保持磁體3的相應(yīng)的復位元件。復位元件在兩個振動系統(tǒng)中分別是兩個彈簧4,該彈簧構(gòu)成為螺旋彈簧。所述彈簧4中的第一彈簧借助其第一端部安置在磁體3上,并且以其第二端部安置在覆蓋件11上。第二彈簧4以其第一端部安置在磁體3上,并且以其第二端部安置在承載板7上。因此,由這兩個彈簧4保持的磁體3可以分別沿豎直方向在覆蓋件11和承載板7之間往復振動。
在光導體12的圖1的視圖中的右側(cè)上,設(shè)有具有活動的磁體3的第三振動系統(tǒng)。該第三振動系統(tǒng)包括兩個固定的磁體14作為復位元件。這兩個固定的磁體14不活動地在裝飾條的內(nèi)部空間18中固定在線圈和磁體固持件上,使得所述磁體可以將磁性的復位力施加到其之間設(shè)置的磁體3上。因為這兩個磁體14在內(nèi)部空間18中都以相同的高度設(shè)置在承載板7和覆蓋件11之間,所以活動的磁體3可以沿水平方向在兩個固定的磁體14之間往復振動。在此,活動的磁體3關(guān)于其運動由線圈和磁體固持件15引導。
由于圖1的實施方式具有既沿水平方向定向又沿豎直方向定向的振動系統(tǒng),從而可以與交通工具振動的方向無關(guān)地生成電流。
為了將磁體3在往復振動期間的動能轉(zhuǎn)換成電流,所有的振動系統(tǒng)分別具有至少一個感應(yīng)單元。感應(yīng)單元分別包括具有多個繞組的線圈體2。線圈體2設(shè)置成,使得在磁體3振動運動期間在線圈體的繞組中借助于電磁感應(yīng)生成電流。磁體3在此通常設(shè)計為永磁體。為了設(shè)置振動系統(tǒng)的共振頻率,線圈體2的繞組能夠分別單獨接通或斷開。
在線圈體2中所感應(yīng)的電流被引導至超級電容10。超級電容10具有扁平的構(gòu)型并且設(shè)置在承載板7和光導體12之間。超級電容10作為蓄能器用于存儲在線圈體2中所感應(yīng)的電流,使得在交通工具靜止后也繼續(xù)提供電能。
此外,圖1中示出的裝飾條具有設(shè)置在內(nèi)部空間18中的加速度傳感器17。加速度傳感器17用于確定交通工具的振動頻率。為此,由加速度傳感器17檢測的加速度數(shù)據(jù)對此被引導至如下電子構(gòu)件8,在該電子構(gòu)件8中執(zhí)行頻率分析,并且確定交通工具的當前的振動頻率。根據(jù)所確定的振動頻率的大小,由電子構(gòu)件8接通或斷開線圈體2的較多或較少的繞組,其中該電子構(gòu)件是控制單元。根據(jù)線圈體2的在磁體3的振動運動期間接通的繞組的數(shù)量,按照楞次定律引起振動系統(tǒng)的較高或較低的共振頻率。借助于加速度傳感器17以及接通線圈體2的較多或較少的繞組,設(shè)置在裝飾條中的振動系統(tǒng)的共振頻率可以因此由電子構(gòu)件8匹配于交通工具的當前的振動頻率。由此,發(fā)電可以自動地匹配域交通工具類型、配胎、公路狀況(瀝青、石子路、雪等)、負載狀況等。
與圖1示出的實施方式不同,在圖2和圖3的實施方式中分別只存在兩個振動系統(tǒng),所述振動系統(tǒng)分別包括在水平方向上活動的磁體3。磁體3設(shè)置在兩個螺旋彈簧4之間并且分別由這些彈簧4的端部保持。彈簧4借助其另外的端部被分別安置在固定在內(nèi)部空間18中的彈簧固持件1上?;趶椈傻恼駝酉到y(tǒng)在圖2中示出的實施方式中這兩者都設(shè)置在光導體12的同一側(cè)上,而在圖3中示出的實施方式中在光導體12的兩側(cè)旁邊分別設(shè)有水平的基于彈簧的振動系統(tǒng)。
圖4中示出的實施方式與圖1的實施方式的區(qū)別在于:設(shè)有唯一的薯片的、基于磁體的振動系統(tǒng),來代替兩個豎直的、基于彈簧的振動系統(tǒng)。因此在此,在光導體12的兩側(cè)上設(shè)置有相同構(gòu)成的振動系統(tǒng),這些振動系統(tǒng)分別具有磁體3,該磁體3在兩個固定的磁體14之間活動并且在此由相應(yīng)的線圈體2圍繞。
雖然兩個水平的基于磁體的振動系統(tǒng)在圖4的實施方式中設(shè)置在光導體12旁的兩側(cè),但是在圖5示出的實施方式中振動系統(tǒng)設(shè)置在光導體12旁的一側(cè)。
圖6示出另一實施方式,在該實施方式中,擺動載荷、即磁體3在振動狀態(tài)期間分別不平移地往復振動,而是執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運動(旋轉(zhuǎn)方向16)。對此,磁體3分別具有盤的形狀,所述盤平置在裝飾條3的水平平面中。在此,磁體3分別與圖6中不可識別的扭力彈簧連接,該扭力彈簧在此用作為復位元件。在此,線圈體2也至少部分圍繞磁體3,使得在磁體3運動時在線圈體2中感生電流。
附加地,圖6中示出的實施方式具有光傳感器19,以便檢測門的打開狀態(tài)并且根據(jù)此來接通或斷開發(fā)光元件9。當發(fā)電設(shè)備是登門條時,光傳感器19的使用是尤其有利的。顯然地,也在圖1至圖5示出的實施方式中能夠設(shè)有通常與電子構(gòu)件8連接的光傳感器19。
圖7示出交通工具的x軸、y軸和z軸,其中,通過x軸、y軸和z軸形成的坐標系統(tǒng)的坐標原點設(shè)置在發(fā)電設(shè)備內(nèi)。交通工具的縱軸線20平行于沿著行駛方向的x軸延伸。優(yōu)選地,水平定向的振動系統(tǒng)的圖1至圖5中示出的擺動載荷3能夠分別沿著x軸活動。
圖8a、圖8b以及圖8c示出由加速度傳感器17在一次實驗中在一定時間段期間確定的交通工具加速度數(shù)據(jù)。參照圖7,在圖8a示出由交通工具振動引起的加速度的x分量,在圖8b中示出由交通工具振動引起的加速度的y分量以及在圖8c示出由交通工具振動引起的加速度的z分量。圖9a、圖9b和圖9c示出頻域中的相應(yīng)的頻譜。通過傅里葉變換實現(xiàn)將數(shù)據(jù)從時域變換到頻域以及將數(shù)據(jù)從頻域變換到時域,該傅里葉變換尤其可以通過電子構(gòu)件8執(zhí)行。傅里葉變換對于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分已知?;谶@個頻譜,在電子構(gòu)件8中旋轉(zhuǎn)一個或多個頻率,尤其是最大頻率,于是,將在圖1至圖6示出的振動系統(tǒng)3、4或3、14的相應(yīng)的共振頻譜匹配于所述頻率。
當然,本發(fā)明并不局限于上述實施方式,而多種變形都是可行的。因此,該設(shè)備例如不強制地必須具有光導體12。例如,也能夠在每個穿口13后方設(shè)置有發(fā)光元件。線圈體2不一定必須設(shè)置成,使得活動的磁體3在其振動運動時由該線圈體至少部分圍繞。例如,磁體3在振動期間也能夠垂直于線圈體的縱向方向在該線圈體之前往復運動。代替線圈,也能夠使用一個或多個直的線,在所述線中在振動運動時感應(yīng)出電流。具有振動系統(tǒng)和感應(yīng)單元的發(fā)電裝置能夠在任意其他的交通工具區(qū)域中使用,來代替在裝飾條中使用,并且例如用于內(nèi)部空間照明或行李艙照明、擋泥板照明或交通工具牌照照明等。多個其他的變型是可行的。
附圖標記列表
1彈簧固持件
2線圈體
3磁體(活動的)
4彈簧
5運動方向
6自由空間
7承載板
8電子構(gòu)件
9發(fā)光元件
10超級電容
11覆蓋件
12光導體
13穿口
14磁體(固定的)
15線圈和磁體固持件
16旋轉(zhuǎn)方向
17加速度傳感器
18內(nèi)部空間
19光傳感器
20縱軸線