本發(fā)明屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著能源的過度消耗，可替代能源如太陽能、風(fēng)能、振動(dòng)能量等越來越受到重視。而太陽能和風(fēng)能的采集有諸多自然條件的限制。振動(dòng)能量的采集因其實(shí)用性和功率密度等優(yōu)勢而脫穎而出。目前振動(dòng)能量采集發(fā)電主要有壓電式、電磁式和靜電式。相比另外兩種方式，電磁式具有低成本和高性能的特點(diǎn)，是振動(dòng)能量采集方式中比較理想的。而電磁式振動(dòng)能量采集裝置又可分為直接切割磁感線和轉(zhuǎn)換成電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線。不同的使用環(huán)境選擇不同的方式，對于汽車的振動(dòng)能量，因其能量較大，因此采用電機(jī)作為發(fā)電裝置所得到的能量更佳。

據(jù)檢索，目前已有的汽車振動(dòng)發(fā)電裝置，如專利號為201420361017.5名稱為“一種新型汽車振動(dòng)能量發(fā)電裝置”的中國專利，該專利由液壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)組成，系統(tǒng)組件過多安裝較復(fù)雜，同時(shí)液壓管路在使用過程中存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

又如專利號為201210182790.0名稱為“一種使電動(dòng)汽車動(dòng)能發(fā)電的受迫振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法”的中國專利，該專利利用齒輪和齒條的嚙合帶動(dòng)彈性振動(dòng)體發(fā)生首破的頻率共振或有效振動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對振動(dòng)的頻率有要求，適用性不高。

鑒于上述狀況，有必要研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、性能較高、普遍適用的新型振動(dòng)能量采集發(fā)電裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于車輛振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，它能有效地解決垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為圓周運(yùn)動(dòng)的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于車輛振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，包括上套筒、下套筒、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及電機(jī)，上套筒與下套筒之間為間隙配合；電機(jī)位于下套筒內(nèi)部，其電機(jī)軸朝上并露于下套筒的開口處；電機(jī)軸的中部設(shè)有推力軸承，推力軸承的上方和下方均設(shè)有單向軸承；上方的單向軸承和下方的單向軸承分別與齒面相對的一組大錐齒輪配合；鋼絲索一端位于上套筒的頂部內(nèi)側(cè)，另一端與上方的大錐齒輪一的軸向背面固定；下套筒的開口處兩側(cè)設(shè)有豎立的頂端帶有彈簧限位座的支架，支架中部內(nèi)側(cè)設(shè)有橫軸，兩個(gè)小錐齒輪與設(shè)在橫軸上的軸承配合，渦卷彈簧的一端固定在下方的大錐齒輪二的底部，另一端固定在下套筒上。

所述兩個(gè)單向軸承之間的方向相同。

所述上方的大錐齒輪一和下方的大錐齒輪二的齒面相對，并與兩個(gè)對稱的小錐齒輪嚙合。

兩個(gè)小錐齒輪堆成設(shè)置并與兩個(gè)大錐齒輪嚙合。

本發(fā)明通過鋼絲索和渦卷彈簧的使用，實(shí)現(xiàn)了錐齒輪在慣性力的作用下往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功能；通過四個(gè)錐齒輪之間的配合，將電機(jī)軸上一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分解為二個(gè)相反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；再利用單向軸承在一個(gè)方向上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在另一個(gè)方向上鎖死的特點(diǎn)，錐齒輪的二個(gè)相反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，保證電機(jī)軸始終往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，避免由于轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向帶來的能量損失，同時(shí)延長電機(jī)的使用壽命；通過上套筒和支架之間的彈簧實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的支撐和恢復(fù)平衡的作用。

本發(fā)明的工作過程和原理是：

上下套筒反向運(yùn)動(dòng)過程：

當(dāng)上下套筒反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上套筒和上方的大錐齒輪一表面之間的距離增大，彈簧受拉，二根鋼絲索在張力的作用下開始減少纏繞圈數(shù)，帶動(dòng)與之連接的上方的大錐齒輪一往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。通過錐齒輪之間的配合，下方的大錐齒輪二往相反的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)渦卷彈簧加大彈性形變。二個(gè)大錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而二個(gè)單項(xiàng)軸承的自由轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，此時(shí)上方的單向軸承鎖死，下方的單向軸承自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

上下套筒相向運(yùn)動(dòng)過程：

當(dāng)上下套筒相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上套筒和上方的大錐齒輪一表面之間的距離減小，彈簧受壓，二根鋼絲索收到張力減小，此時(shí)渦卷彈簧釋放彈性變形，帶動(dòng)與之連接的下方的大錐齒輪二旋轉(zhuǎn)。通過錐齒輪之間的配合，上方的大錐齒輪一往相反的方向旋轉(zhuǎn)，鋼絲索增加纏繞圈數(shù)。二個(gè)大錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而二個(gè)單項(xiàng)軸承的自由轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，此時(shí)上方的單向軸承自由轉(zhuǎn)動(dòng)，下方的單向軸承鎖死，電機(jī)軸仍然往相同的方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖視圖

圖2是本發(fā)明局部結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是本發(fā)明外觀結(jié)構(gòu)圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

一種基于車輛振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，包括上套筒1、下套筒2、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及電機(jī)6，上套筒1與下套筒2之間為間隙配合；電機(jī)6位于下套筒2內(nèi)部，其電機(jī)軸朝上并露于下套筒2的開口處；電機(jī)軸的中部設(shè)有推力軸承8，推力軸承8的上方和下方均設(shè)有單向軸承7；上方的單向軸承7和下方的單向軸承7分別與齒面相對的一組大錐齒輪配合；鋼絲索3一端位于上套筒1的頂部內(nèi)側(cè)，另一端與上方的大錐齒輪一4軸向背面固定；下套筒2的開口處兩側(cè)設(shè)有豎立的頂端帶有彈簧13限位座的支架12，支架12中部內(nèi)側(cè)設(shè)有橫軸10，兩個(gè)小錐齒輪5與設(shè)在橫軸10上的軸承9配合，渦卷彈簧11的一端固定在下方的大錐齒輪二14的底部，另一端固定在下套筒2上。

所述兩個(gè)單向軸承7之間的方向相同。

所述上方的大錐齒輪一4和下方的大錐齒輪二14的齒面相對，并與兩個(gè)對稱的小錐齒輪5嚙合。

上下套筒反向運(yùn)動(dòng)過程：

當(dāng)上下套筒反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上套筒1和上方的大錐齒輪一4表面之間的距離增大，彈簧13受拉，二根鋼絲索3在張力的作用下開始減少纏繞圈數(shù)，帶動(dòng)與之連接的上方的大錐齒輪一4往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。通過錐齒輪組之間的配合，下方的大錐齒輪二14往相反的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)渦卷彈簧11加大彈性形變。二個(gè)大錐齒輪一4、大錐齒輪二14的旋轉(zhuǎn)方向相反，而二個(gè)單項(xiàng)軸承7的自由轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，此時(shí)上方的單向軸承7鎖死，下方的單向軸承7自由轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。

上下套筒相向運(yùn)動(dòng)過程：

當(dāng)上下套筒相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上套筒1和上方的大錐齒輪一4表面之間的距離減小，彈簧13受壓，二根鋼絲索3收到張力減小，此時(shí)渦卷彈簧11釋放彈性變形，帶動(dòng)與之連接的下方的大錐齒輪二14旋轉(zhuǎn)。通過錐齒輪組之間的配合，上方的大錐齒輪一4往相反的方向旋轉(zhuǎn)，鋼絲索3增加纏繞圈數(shù)。二個(gè)大錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而二個(gè)單項(xiàng)軸承7的自由轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，此時(shí)上方的單向軸承7自由轉(zhuǎn)動(dòng)，下方的單向軸承7鎖死，電機(jī)軸仍然往相同的方向旋轉(zhuǎn)，輸出電量。