专利名称：振动能量再生的减振器及减振方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的振动能量再生的减振器及减振方法。
背景技术：
减振器是车辆行驶平顺、舒适性能的重要部件，传统的车辆减振器主要通过液体、气体等介质用来吸收路面传来的振动能量，使车辆能够平稳的行驶，使驾驶人和乘坐人不会产生不适的感觉。车辆的振动是不可避免的，同时又是无处不在的，传统的减振器只是将这部分振动能量转化为液体、气体的热能而白白的浪费掉。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、适用范围广、制造成本低、经济效应显著的振动能量再生的减振器及减振方法。上述的目的通过以下的技术方案实现
一种振动能量再生的减振器，其组成包括振动能量吸收系统，所述的振动能量吸收系统连接振动能量再生系统，所述的振动能量再生系统连接再生电能输出系统。
所述的振动能量再生的减振器，所述的振动能量吸收系统包括减振器壳体，所述的减振器壳体外装有减振弹簧和导向套筒，所述的减振器壳体内装有锥齿条，所述的锥齿条啮合上行单向锥齿轮组和下行单向锥齿轮组，所述的减振器壳体包括上壳体，所述的上壳体连接下壳体，所述的上壳体和所述的下壳体均套有所述的减振弹簧，所述的上壳体包括上筒，所述的上筒与所述的导向套筒之间装有密封圈，所述的下壳体包括下筒，所述的下筒与所述的导向套筒之间装有密封圈，所述的上筒内装有纵向上磁极，所述的下壳体内装有横向磁极，所述的横向磁极上端连接横向左磁极，所述的横向磁极下端连接横向右磁极，所述的下筒内装有纵向下磁极。所述的振动能量再生的减振器，所述的振动能量再生系统包括发电机转子，所述的发电机转子连接所述的上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接所述的发电机转子的转轴。所述的振动能量再生的减振器，所述的再生电能输出系统包括上行发电机转子和下行发电机转子，所述的上行发电机转子连接上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的下行发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接电量合流装置。—种振动能量再生的减振器的减振方法，减振器壳体上的锥齿条与锥齿轮相啮合，车辆发生振动时减振器壳体产生相对位移后，锥齿条将竖直方向位移转化为锥齿轮的周向旋转运动；两个减振弹簧分别置于导向套筒与减振器上壳体和下壳体上，将车辆振动的能量转化为弹簧的弹性能量；上行单向锥齿轮组与下行单向锥齿轮组又交错安装，减振器受压时，下行单向锥齿轮组被驱动旋转，上行单向锥齿轮组在惯性作用下空转；减振器伸张时，上行单向锥齿轮组被驱动旋转，下行单向锥齿轮组在惯性作用下空转；上壳体和下壳体在车辆发生振动时会发生相对位移，减振器的竖直方向的位移通过锥齿条与单向锥齿轮的啮合，将竖直方向的运动转化为连续的旋转运动；单向锥齿轮与发电机转子轴相啮合，带动发电机旋转，产生电能；电能通过固联在导向套筒上的电量输出装置将电能输入到车辆的蓄电池，锥齿条与上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组的啮合起到了将竖直运动转化为旋转运动，锥齿轮与发电机转轴固联，带动发电机转子旋转，吸收振动能量转化为电能； 上行发电机转子和下行发电机转子可以将减振器压缩、伸张两个方向的运动用来驱动锥齿轮带动发电机转子旋转，产生电能；电量合流装置将上行发电机转子、下行发电机转子产生的不同方向的电流合成同向电流输送到蓄电池中。有益效果
1.本发明不但具有传统减振器的功能，更重要的是其可以有效的将路面传递的振动能量通过振动再生减振器转化为电能，用来给车辆用电装置供电，从而减少因发动机带动发电机所消耗的功率，从而提高车辆的动力性、经济性。本发明结构简单，发电量大，制造成本低，适合于各类型车辆使用，由于其适用范围广，经济效益明显，如果每辆车上都安装这种减振器，将会为国家、集体、个人带来巨大的经济效益，同时为环境保护、节能减排也具有十分重要的意义。本发明包裹在减振器缸筒外面的导向套筒对上下两个缸筒起到紧固和密封的作用，两者之间有两个密封圈进行密封，其当减振器振动幅度最大时，能够保证导向套筒能将锥齿条和锥齿轮包裹在里面，不至于暴露在外面。
附图1是本产品的结构示意图。附图2是附图1的左视图。附图3是附图1的外观图。
具体实施例方式
实施例1
一种振动能量再生的减振器，其组成包括振动能量吸收系统，所述的振动能量吸收系统连接振动能量再生系统，所述的振动能量再生系统连接再生电能输出系统。 实施例2
实施例1所述的振动能量再生的减振器，所述的振动能量吸收系统包括减振器壳体， 所述的减振器壳体外装有减振弹簧1和导向套筒2，所述的减振器壳体内装有锥齿条3，所述的锥齿条啮合上行单向锥齿轮组4和下行单向锥齿轮组5，所述的减振器壳体包括上壳体6，所述的上壳体连接下壳体7，所述的上壳体和所述的下壳体均套有所述的减振弹簧， 所述的上壳体包括上筒8，所述的上筒与所述的导向套筒之间装有密封圈9，所述的下壳体包括下筒10，所述的下筒与所述的导向套筒之间装有密封圈，所述的上筒内装有纵向上磁极11，所述的下壳体内装有横向磁极12，所述的横向磁极上端连接横向左磁极13，所述的横向磁极下端连接横向右磁极14，所述的下筒内装有纵向下磁极17。实施例3:
实施例1或2所述的振动能量再生的减振器，所述的振动能量再生系统包括发电机转子15，所述的发电机转子连接所述的上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接所述的发电机转子的转轴。实施例4:
实施例1、2、3所述的振动能量再生的减振器，所述的再生电能输出系统包括上行发电机转子和下行发电机转子，所述的上行发电机转子连接上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的下行发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接电量合流装置16。实施例5:
一种振动能量再生的减振器的减振方法，减振器壳体上的锥齿条与锥齿轮相啮合，车辆发生振动时减振器壳体产生相对位移后，锥齿条将竖直方向位移转化为锥齿轮的周向旋转运动；两个减振弹簧分别置于导向套筒与减振器上壳体和下壳体上，将车辆振动的能量转化为弹簧的弹性能量；上行单向锥齿轮组与下行单向锥齿轮组又交错安装，减振器受压时，下行单向锥齿轮组被驱动旋转，上行单向锥齿轮组在惯性作用下空转；减振器伸张时， 上行单向锥齿轮组被驱动旋转，下行单向锥齿轮组在惯性作用下空转；上壳体和下壳体在车辆发生振动时会发生相对位移，减振器的竖直方向的位移通过锥齿条与单向锥齿轮的啮合，将竖直方向的运动转化为连续的旋转运动；单向锥齿轮与发电机转子轴相啮合，带动发电机旋转，产生电能；电能通过固联在导向套筒上的电量输出装置将电能输入到车辆的蓄电池，锥齿条与上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组的啮合起到了将竖直运动转化为旋转运动，锥齿轮与发电机转轴固联，带动发电机转子旋转，吸收振动能量转化为电能；上行发电机转子和下行发电机转子可以将减振器压缩、伸张两个方向的运动用来驱动锥齿轮带动发电机转子旋转，产生电能；电量合流装置将上行发电机转子、下行发电机转子产生的不同方向的电流合成同向电流输送到蓄电池中。实施例6:
上述实施例所述的振动能量再生的减振器，主要包括振动能量吸收系统、振动能量再生系统、再生电能输出系统等组成，其中振动能量吸收系统主要由减振弹簧、减振器壳体的齿条、上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组、导向套筒等组成。减振弹簧有两个，一个位于减振器顶端与导向套筒之间，另一个位于减振器底端与导向套筒之间；减振器壳体的齿条共有4条，分别位于减振器壳体(将传统减振器上下两壳体的重叠处沿纵向切掉一部分，上下两壳体切掉部分大小等于单向锥齿轮与锥齿条配合尺寸，即上下两壳体切除的空隙刚好放置一个锥齿轮)纵向切面的端面上；上行和下行单向锥齿轮组各6个，分别与两侧锥齿条相配合，同时对发电机转子轴向起到定位作用；导向套筒与减振器上下两壳体套接上，对减振器起到固定和导向作用，同时导向套筒通过减振弹簧与减振器上下两个壳体相连。振动能量再生系统主要由发电机转子、强磁性永磁铁、锥齿条、上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组、导向套筒以及电能输出装置等组成，发电机转子两端与单向锥齿轮固联，单向锥齿轮与减振器壳体两侧的锥齿条相啮合，发电机转子分为两组，一组为上行转子，另一组为下行转子，上行转子在减振器被压缩时，被单向驱动而旋转，下行转子此时处于空转状态。下行转子在减振器伸张时，被单向驱动而旋转，上行转子此时处于空转状态；强磁性永磁铁位于上下两个减振器壳体内部顶端，使其在减振器内部形成一个与减振器纵向相同的磁场； 电能输出装置依附于导向套筒上。再生电能输出系统主要由导向套筒、上行发电机转子、下行发电机转子、电量合流装置等组成，电量合流装置固联在导向套筒上，将上行和下行两个转子产生的不同方向电流进行汇合。此外，在导向套筒的两端内部有分别有两个沟槽，用于放置密封圈，密封圈处于导向套筒圆周面与减振器壳体圆周面之间，对减振器起到导向和密封作用。实施例7:
5上述实施例所述的振动能量再生的减振器，附图1所示振动能量再生的减振器，主要由振动能量吸收系统、振动能量再生系统、再生电能输出系统等组成。振动能量吸收系统主要由减振弹簧、减振器壳体的齿条、上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组、导向套筒等组成；振动能量再生系统主要由发电机转子、纵向强磁性永磁铁、锥齿条、上行单向锥齿轮组、 下行单向锥齿轮组、导向套筒以及电能输出装置等组成；再生电能输出系统主要由导向套筒、上行发电机转子、下行发电机转子、电量合流装置等组成。本发明在振动能量再生系统中，有上行和下行两组发电机转子，每组有3个发电机转子组成，在车辆行驶较平坦路面发生轻微振动时，一般只有1-2个发电机转子工作；如果车辆行驶在较颠簸的路面发生剧烈振动时，此时3个发电机转子同时工作；因为当车辆以一定速度行驶过程时，振动是不可避免的，所以振动能量再生减振器至少能保证有1个发电机转子处于旋转状态，产生持续供 H1^ ο 附图2所示有减振器的上下缸筒、导向套筒、形成横向磁场的一对永磁铁、导向套筒与上下缸筒之间的密封圈、依附于上下缸筒的锥齿条、减振弹簧等组成。当车辆行驶过程中出现颠簸时，减振器的上下两个缸筒发生相对振动，依附于缸筒上的锥齿条带动锥齿轮旋转，锥齿轮与发电机转子固联，从而带动发电机转子旋转，上行和下行两组发电机转子保持独立的旋转方向，并能够持续旋转，使发电机产生持续电流。
权利要求
1.一种振动能量再生的减振器，其组成包括振动能量吸收系统，其特征是所述的振动能量吸收系统连接振动能量再生系统，所述的振动能量再生系统连接再生电能输出系统。
2 根据权利要求1所述的振动能量再生的减振器，其特征是所述的振动能量吸收系统包括减振器壳体，所述的减振器壳体外装有减振弹簧和导向套筒，所述的减振器壳体内装有锥齿条，所述的锥齿条啮合上行单向锥齿轮组和下行单向锥齿轮组，所述的减振器壳体包括上壳体，所述的上壳体连接下壳体，所述的上壳体和所述的下壳体均套有所述的减振弹簧，所述的上壳体包括上筒，所述的上筒与所述的导向套筒之间装有密封圈，所述的下壳体包括下筒，所述的下筒与所述的导向套筒之间装有密封圈，所述的上筒内装有纵向上磁极，所述的下壳体内装有横向磁极，所述的横向磁极上端连接横向左磁极，所述的横向磁极下端连接横向右磁极，所述的下筒内装有纵向下磁极。
3.根据权利要求1或2所述的振动能量再生的减振器，其特征是所述的振动能量再生系统包括发电机转子，所述的发电机转子连接所述的上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接所述的发电机转子的转轴。
4.根据权利要求1或2所述的振动能量再生的减振器，其特征是所述的再生电能输出系统包括上行发电机转子和下行发电机转子，所述的上行发电机转子连接上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的下行发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接电量合流装置。
5 根据权利要求3所述的振动能量再生的减振器，其特征是所述的再生电能输出系统包括上行发电机转子和下行发电机转子，所述的上行发电机转子连接上行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的下行发电机转子连接所述的下行单向锥齿轮组的锥齿轮，所述的锥齿轮连接电量合流装置。
6.一种振动能量再生的减振器的减振方法，其特征是减振器壳体上的锥齿条与锥齿轮相啮合，车辆发生振动时减振器壳体产生相对位移后，锥齿条将竖直方向位移转化为锥齿轮的周向旋转运动；两个减振弹簧分别置于导向套筒与减振器上壳体和下壳体上，将车辆振动的能量转化为弹簧的弹性能量；上行单向锥齿轮组与下行单向锥齿轮组又交错安装，减振器受压时，下行单向锥齿轮组被驱动旋转，上行单向锥齿轮组在惯性作用下空转； 减振器伸张时，上行单向锥齿轮组被驱动旋转，下行单向锥齿轮组在惯性作用下空转；上壳体和下壳体在车辆发生振动时会发生相对位移，减振器的竖直方向的位移通过锥齿条与单向锥齿轮的啮合，将竖直方向的运动转化为连续的旋转运动；单向锥齿轮与发电机转子轴相啮合，带动发电机旋转，产生电能；电能通过固联在导向套筒上的电量输出装置将电能输入到车辆的蓄电池，锥齿条与上行单向锥齿轮组、下行单向锥齿轮组的啮合起到了将竖直运动转化为旋转运动，锥齿轮与发电机转轴固联，带动发电机转子旋转，吸收振动能量转化为电能；上行发电机转子和下行发电机转子可以将减振器压缩、伸张两个方向的运动用来驱动锥齿轮带动发电机转子旋转，产生电能；电量合流装置将上行发电机转子、下行发电机转子产生的不同方向的电流合成同向电流输送到蓄电池中。
全文摘要
振动能量再生的减振器及减振方法。车辆的振动是不可避免的，同时又是无处不在的，传统的减振器只是将这部分振动能量转化为液体、气体的热能而白白的浪费掉。一种振动能量再生的减振器，其组成包括振动能量吸收系统，所述的振动能量吸收系统连接振动能量再生系统，所述的振动能量再生系统再生电能输出系统。本发明用于传统车辆和新能源汽车。
文档编号F16F15/02GK102562933SQ20121006130
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者于杰, 刘述强, 孙远涛, 张洪田, 王云龙, 耿瑞光, 鲍鸿宇 申请人:黑龙江工程学院