[0001]
本发明涉及阻尼设备领域,特别涉及一种阻尼器、减震器、车辆、波浪发电装置及系统。
背景技术:[0002]
阻尼器是用来提供运动阻力、耗减运动能量的装置。目前用于车辆的减震器大多使用液压阻尼器,其是利用活塞杆在液压缸内移动,推动液压油从一个腔体通过在活塞中的小孔流入另一个腔体时,产生摩擦损耗,以消耗外力推动活塞杆运动的产生能量,这种方式简单紧凑,目前在大规模使用。但是这类液压阻尼器存在阻尼不可调的缺点,而市场对于车辆的舒适度和性能提出越来越高的要求,可调阻尼减震器越来越被重视。
[0003]
另一方面,目前的阻尼器基本都是靠消耗能量并生成热量的方式形成阻尼的,能量浪费比较大,因此有人提出利用阻尼器的液压油流动发电进行能量回收。如申请号为jp2015180574a的日本专利提出一种蓄热式减震器,其将减震器的阻尼器的液压通路设计成外接管路,在管路中增加液压马达,通过液压油在管路中往复流动驱动液压马达带动发电机发电。公告号为cn104389753b的中国发明专利,其与申请号为jp2015180574a的日本专利类似,其将外接管路分成两路,并各自通过单向阀控制两台液压马达分别回收振动中两个方向的能量。公开号为wo2015127800a1的wo专利也是采用类似的技术,只是用涡轮叶片代替液压马达,采用往返两条管路交错连接在涡轮壳上,使两个方向的液压流动均推动涡轮叶片同向转动,涡轮带动发电机发电。
[0004]
再一方面,海浪发电作为一种清洁能源,越来越受到重视,目前还处于初步阶段,海浪发电装置种类繁多,但大多都结构复杂,而且发电效率低、总功率小的小型设备,难以形成大规模进行推广应用。
技术实现要素:[0005]
针对现有技术存在的阻尼器的阻尼不可调节的问题,本发明的目的在于提供一种阻尼器、减震器、车辆、波浪发电装置及系统。
[0006]
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一方面,本发明提供一种阻尼器,包括缸体、活塞和活塞杆,还包括可调阻尼系统,所述可调阻尼系统包括主管路和主可调阀门,所述主管路的两端分别与所述缸体的两端连通,所述主可调阀门安装在所述主管路上以调节所述主管路中流体的流速和流量。
[0007]
进一步的,还包括阀门控制系统,所述阀门控制系统包括阀门控制器和阀门执行机构,所述阀门执行机构与所述主可调阀门驱动连接,所述阀门控制器与所述阀门执行机构通信连接。
[0008]
又一方面,本发明还提供一种机械能阻尼器,包括,如上所述的阻尼器;以及机械能转换装置,所述机械能转换装置安装在所述主管路上以将所述主管路中的压力
能转换为机械能。
[0009]
进一步的,还包括,传感器,所述传感器安装在所述主管路上以检测所述主管路中流体的流动方向;换向机构,所述换向机构为换向阀,所述换向阀包括a、b、p、t四个接口,其中,p接口和t接口分别连接所述缸体的两端,a接口和b接口分别连接所述主管路的两端,所述换向阀通过调整所述主管路中流体的流动方向控制所述机械能转换装置的输出轴转动方向;以及换向控制器,所述换向控制器与所述传感器、所述换向机构通信连接,所述换向控制器用于根据所述传感器检测到的所述流体的流动方向控制所述换向机构动作。
[0010]
进一步的,还包括旁通调节系统,所述旁通调节系统包括旁通管路和旁通可调阀门,所述旁通管路的两端分别与所述缸体的两端连通,所述旁通可调阀门安装在所述旁通管路上以调节所述旁通管路中流体的流速和流量。
[0011]
再一方面,本发明还提供一种机械能发电阻尼器,包括,如上所述的机械能阻尼器;以及发电装置,所述发电装置与所述机械能转换装置驱动连接以将所述机械能转为电能。
[0012]
优选的,所述换向机构替换为接线控制器,所述接线控制器通过调整所述发电装置的正反向接线控制所述发电装置输出的电流方向。
[0013]
优选的,所述机械能阻尼器有多个,多个所述机械能阻尼器均与所述发电装置连接以共同驱动所述发电装置。
[0014]
再一方面,本发明还提供一种可调阻尼减震器,包括,如上所述的阻尼器;以及弹簧,所述弹簧的一端相对所述缸体固定连接,所述弹簧的另一端相对所述活塞杆固定连接。
[0015]
再一方面,本发明还提供一种机械能减震器,包括,如上所述的机械能阻尼器;以及弹簧,所述弹簧的一端相对所述缸体固定连接,所述弹簧的另一端相对所述活塞杆固定连接。
[0016]
再一方面,本发明还提供一种机械能发电减震器,包括,如上所述的机械能发电阻尼器;以及弹簧,每个所述机械能发电阻尼器均配置有所述弹簧,所述弹簧的一端相对所述缸体固定连接,所述弹簧的另一端相对所述活塞杆固定连接。
[0017]
再一方面,本发明还提供一种车辆,包括车体和车轮,每一所述车轮处均安装有至少一个如上所述的可调阻尼减震器和/或机械能减震器和/或机械能发电减震器。
[0018]
进一步的,还包括陀螺系统,所述陀螺系统与所述可调阻尼减震器、所述机械能减震器以及所述机械能发电减震器电性连接,以使所述可调阻尼减震器、所述机械能减震器以及所述机械能发电减震器根据所述陀螺系统的信号调节阻尼大小。
[0019]
再一方面,本发明还提供一种波浪发电装置,包括水面浮体和水底固定件,所述水面浮体与所述水底固定件之间通过至少一个上所述的机械能发电减震器连接。
[0020]
再一方面,本发明还提供一种波浪发电系统,包括多个如上所述的波浪发电装置,其中,相邻波浪发电装置中的水面浮体通过至少一个如上所述的机械能发电减震器连接。
[0021]
再一方面,本发明还提供一种波浪发电系统,包括,多个水面浮体和多个水底固定件,所述水面浮体与所述水底固定件之间以及相邻的所述水面浮体之间通过至少一个如上所述的机械能减震器连接;以及发电装置,所述机械能减震器中的机械能转换装置均与所述发电装置连接以共同驱动所述发电装置。
[0022]
采用上述技术方案,由于阻尼器的流体回路需要通过安装有主可调阀门主管路才能够实现流动,使得阻尼器工作时,其内部流体的阻尼效果可以通过调节主可调阀门的开合度进行控制,即,主可调阀门开合度大时,阻尼器的阻尼效果小,主可调阀门的开合度小时,阻尼器的阻尼效果大,从而根据使用需要灵活的进行调整。另外,在阻尼器的主管路上安装发电系统而形成的机械能发电阻尼器,其能够有效的利用和回收流体能量,避免能量被转化为流体内能而损失。再之,依此阻尼器或者机械能发电阻尼器,结合弹簧而形成的减震器以及含有该减震器的车辆,其具有阻尼效果可调、乘坐舒适以及能量可回收利用的特点;而含有机械能发电阻尼器制成的减震器的波浪发电装置及系统,则具有结构简单、发电效率高,且适于大规模推广的特点。
附图说明
[0023]
图1为本发明实施例一中阻尼器的结构示意图;图2为本发明实施例二中机械能阻尼器的结构示意图;图3为本发明实施例三中换向机构为换向阀时机械能阻尼器的结构示意图;图4为本发明实施例四中包含旁通调节系统时机械能阻尼器的结构示意图;图5为本发明实施例五中换向机构为换向阀时机械能发电阻尼器a的结构示意图;图6为本发明实施例五中换向机构为换向阀且包含有旁通调节系统时的机械能发电阻尼器a的结构示意图;图7为本发明实施例六中机械能发电阻尼器b的结构示意图;图8为本发明实施例七中机械能发电阻尼器c的结构示意图;图9为本发明实施例八中可调阻尼减震器的结构示意图;图10为本发明实施利九中机械能减震器的结构示意图;图11为本发明实施例十中机械能发电减震器a的结构示意图;图12为本发明实施例十一中机械能发电减震器b的结构示意图;图13为本发明实施例十二中机械能发电减震器c的结构示意图;图14为本发明实施例十三中车辆a的示意图;图15为本发明实施例十四中车辆b的示意图;图16为本发明实施例十五中含有陀螺系统的车辆a的示意图;图17为本发明实施例十五中含有陀螺系统的车辆b的示意图;图18为本发明实施例十六中波浪发电装置a的结构示意图;图19为本发明实施例十七中波浪发电装置b的结构示意图;图20为本发明实施例十八中波浪发电系统a的一种结构示意图;图21为本发明实施例十八中波浪发电系统a的另一种结构示意图;图22为本发明实施例十九中波浪发电系统b的结构示意图。
[0024]
图中:1-阻尼器、11-缸体、12-活塞、13-活塞杆、14-底部接头、15-顶部接头、16-主管路、17-主可调阀门、18-阀门控制系统、20-机械能阻尼器、2-机械能发电阻尼器a、21-机械能转换装置、22-发电装置、23-传感器、24-换向控制器、25-换向机构、26-旁通管路、27-旁通可调阀门、3-机械能发电阻尼器b、4-机械能发电阻尼器c、5-可调阻尼减震器、51-弹簧、6-机械能减震器、7-机械能发电减震器a、8-机械能发电减震器b、9-机械能发电减震器c、10-车辆、101-车体、102-车轮、1021-左前轮、1022-右前轮、1023-左后轮、1024-右后轮、200-波浪发电装置a、201-水面浮体、202-水底固定件、203-连接接头、204-波浪、300-波浪发电装置b、400-波浪发电系统a、500-波浪发电系统b。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明,仅是为了便于描述本发明的简便,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。另外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据本发明的总体思路,联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026]
实施例一提供一种阻尼器1,如图1所示,其包括缸体11、活塞12和活塞杆13。其中,缸体11整体呈圆柱形,底端封闭并在外壁上固定连接有底部接头14,缸体11的顶端敞开并可拆卸的连接有缸盖,例如螺钉或者螺栓连接。活塞12置于缸体11内部并将缸体11分割成相互独立的两个腔体,即底部腔体和顶部腔体。活塞杆13的底端固定连接在活塞12的一侧,活塞杆13的顶端穿过缸盖上的活塞孔后,伸出到缸体11的外部,并且活塞杆13的顶端固定连接有顶部接头15。
[0027]
本实施例中的阻尼器1,其还包括可调阻尼系统,该可调阻尼系统包括主管路16和主可调阀门17,主管路16的两端则分别与缸体11的两端连通,主可调阀门17安装在主管路16上以调节主管路16中流体的流速和流量。在本实施例中,上述缸体11的底部侧壁以及缸盖上均设置有接口,以便于主管路16的两端连接,从而使底部腔体和顶部腔体通过主管路16连通。关于主可调阀门17的安装,本实施例中,设置主管路16上具有一切断口,而主可调阀门17的两个端口则密封的连接在主管路16的切断口上;或者在另一实施例中,可以将主管路16理解成两个分段管路,两个分段管路的一个端口分别与缸体11底部以及缸盖上的接口连接,而两个分段管路的另一个端口则分别连接在主可调阀门17的两个端口上,从而构成上述的可调阻尼系统。本实施例中,主可调阀门17可以是手动截止阀,也可以是电动阀门或者电磁阀门,通过控制其开合度调整主管路16中流体的流量和流速。
[0028]
使用时:
1、若活塞杆13与缸体11相对静止,此时缸体11的底部腔体和顶部腔体的压力相等,活塞12处于平衡状态;2、若活塞杆13推动活塞12向缸体11的底部腔体一侧发生一定的位移时,缸体11中底部腔体的体积减小,压缩底部腔体中的流体,底部腔体压力升高,同时缸体11中另一侧的顶部腔体的体积增加,顶部腔体中的流体膨胀,顶部腔体压力减小,由于缸体11的底部腔体和顶部腔体通过主管路16连通,活塞12两侧的腔体的压力差推动流体从缸体11中的底部腔体通过主管路16流入顶部腔体,使活塞12两侧的腔体的压力重新达到平衡状态;3、若活塞杆13推动活塞12向缸体11的顶部腔体一侧发生一定的位移时,缸体11中顶部腔体体积减小,压缩顶部腔体中的流体,顶部腔体压力升高,同时缸体11另一侧底部腔体的体积增加,底部腔体中的流体膨胀,底部腔体压力减小,由于缸体11的底部腔体和顶部腔体通过主管路16连通,活塞12两侧的腔体的压力差推动流体从缸体结构的顶部腔体通过主管路16流入底部腔体,使活塞12两侧腔体的压力重新达到平衡状态。
[0029]
通常,由于主管路16的内径比缸体11的内径小,流体在主管路16中流动的速度比在缸体11内流动的速度快,流体被加速,将外力作用于活塞12的功转化为流体的动能,并以流体的分子内部间摩擦以及流体与主管路16的内壁摩擦消耗能量,起到阻尼的效果;另外,在流体通过主管路16上的主可调阀门17时,通过调节主可调阀门17的开合度,可以控制流体在主管路16中的流速。即,主可调阀门17的开合度大时,主可调阀门17的截面积与主管路16的截面积的比值较大,流体流过主可调阀门17的速度增加相对较小,阻尼较小;主可调阀门17的开合度小时,主可调阀门17的截面积与主管路16的截面积的比值较小,流体流过主可调阀门17的速度增加相对较大,阻尼增大。从而实现通过调节主可调阀门17的开合度,调节阻尼器1的阻尼效果的目的。
[0030]
其中,本实施例中,流体可以是空气、二氧化碳、氮气等气体,以及水、动物油、植物油、矿物油、合成油等液体。
[0031]
在另一实施例中,为了提高阻尼器中阻尼调节的自动化水平,设置阻尼器还包括阀门控制系统18,阀门控制系统18包括阀门控制器和阀门执行机构,其中,阀门执行机构与主可调阀门驱动连接,通常,两者结合后构成气动、电动或者液动执行器。阀门控制器与阀门执行机构通信连接,使执行器在响应阀门控制器的控制信号后,调节开合度,从而改变被控流体介质的流量和流速大小。
[0032]
实施例二提供一种机械能阻尼器20,如图2所示,其包括上述实施例一中公开的阻尼器1以及机械能转换装置21,该机械能转换装置21安装在主管路16上以将主管路16中流体的压力能转换为机械能。本实施例中,配置机械能转换装置21为涡轮装置,例如有轴涡轮,当然在另一实施例中还可以是无轴叶片涡轮。
[0033]
实施例三在实施例二的基础上,可以理解的是,由于阻尼器1中流体的流动方向有两个,这会导致机械能转换装置21的输出轴具有两个转动方向,使用时就存在正转和反转的区别。但是在机械传动过程中通常需要保持动力输出的一致性。因此在本实施例中,设置还包括传感器23、换向控制器24和换向机构25。
[0034]
其中,传感器23安装在主管路16上以检测主管路16中流体的流动方向;换向控制
器24与传感器23以及换向机构25通信连接,换向控制器24用于根据传感器23所检测到的流体的流动方向控制换向机构25工作,换向机构25则用于调整主管路16中流体的流动方向以控制机械能转换装置21的输出轴的转动方向。
[0035]
本实施例中,具体配置换向机构25为换向阀,如图3所示,例如换向阀为二位四通电磁阀,该换向阀包括a、b、p、t四个接口,其中,p接口和t接口分别连接缸体11的两端(即p接口连接缸体11底部的接口,t接口连接缸盖上的接口),a接口和b接口则分别连接主管路16的两端(b接口连接主管路16中使涡轮装置正向转动的上游端口,a接口连接主管路16中使涡轮装置正向转动的下游端口)。因此,本实施例中,使得换向阀通过调整a接口、b接口与p接口、t接口的连通关系,从而调整主管路16中流体的流动方向,进而控制机械能转换装置21输出轴的转动方向。
[0036]
使用时:流体从b接口流向a接口为正向方向,此时机械能转换装置21输出轴的转动方向为正向,那么,1、若活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动(即,活塞12向顶部腔体一侧移动)时,其内的流体流入主管路16,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器24,换向控制器24调节换向机构25(即换向阀)的状态,使换向阀切换到到:b接口与t接口连通,a接口与p接口连通。此时流体通过主管路16流入机械能转换装置21(即涡轮装置),带动涡轮装置正向转动;2、若活塞杆13推动活塞12在缸体11内反向移动(即,活塞12向底部腔体一侧移动)时,其内的流体流入主管路16,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器24,换向控制器24调节换向机构25(即换向阀)的状态,使换向阀切换到到:b接口与p接口连通,a接口与t接口连通。此时流体通过主管路16流入机械能转换装置21(即涡轮装置),依然带动涡轮装置正向转动。
[0037]
综上,换向控制器24根据传感器23反馈的主管路16内流体流动方向的信号,无论活塞12在缸体11内是正向移动还是反向移动,换向控制器24通过换向机构25调整流体在主管路16中的流动方向,即可使机械能转换装置21(涡轮装置)始终保持同一转动方向不变。
[0038]
另外,本实施例中,为了进一步降低配件数量,提高零部件通用性,还可以将换向控制器24和上述的阀门控制器合二为一,即通用控制器,其既可以响应于控制信号而控制阀门执行机构进行工作以调节主可调阀门17的开合度,又可以响应于传感器23的信号而控制换向机构25工作以调节机械能转换装置21的输出轴转动方向。
[0039]
实施例四其与上述实施例二或者三的区别在于:本实施例中,机械能阻尼器20还包括旁通调节系统,旁通调节系统包括旁通管路26和旁通可调阀门27,其中,旁通管路26的两端分别与缸体11的两端连通,旁通可调阀门27安装在旁通管路26上以调节旁通管路26中流体的流速和流量。
[0040]
其中,旁通管路26与缸体11两端的连接方式,与主管路16与缸体11两端的连接方式相同,或者,在缸体11的两端分别连接一公共管路,公共管路上分别设置有三通,以便于主管路16和旁通管路26连接使用;而旁通可调阀门27在旁通管路26上的连接安装方式,与主可调阀门17在主管路16上的连接安装方式相同;本实施例不再赘述。如图4所示,其在实施例三公开的机械能阻尼器20(换向机构25为换向阀)的基础上设置本实施例中的旁通调
节系统。
[0041]
本实施例中,设置旁通调节系统的目的在于:1、在需要整套机械能阻尼器20处于最小阻尼状态时,将旁通调节系统中的旁通可调阀门27调至最大开度,使机械能发电阻尼器a2中的阻尼最小,从而尽量降低机械能阻尼器20的阻尼大小;2、在需要机械能阻尼器20中的机械能转换装置21输出机械能时,则将旁通调节系统中的旁通可调阀门27关闭,并通过可调阻尼系统中的主可调阀门17控制流体的流速,流体流过机械能转换装置21时,即可通过机械能转换装置21向外输出机械能。
[0042]
实施例五提供一种机械能发电阻尼器a2,其包括上述实施例中公开的机械能阻尼器20以及发电装置22。如图5及图6所示,其分别在图3和图4所示机械能阻尼器20的基础上,增加发电装置22。
[0043]
其中,发电装置22与机械能转换装置21驱动连接以将上述的机械能转为电能。
[0044]
发电装置22则为发电机,该发电机通过一传动轴与机械能转换装置21驱动连接,或者在另一实施例中,还可以将发电机和机械能转换装置21一体化设计,如当机械能转换装置21为有轴涡轮时,在该有轴涡轮的转轴上布置发电机的转子,或者当机械能转换装置21为无轴涡轮时,在该无轴涡轮的叶片四周布置发电机的转子。
[0045]
本实施例中,机械能转换装置21在主管路16内的流体的推动下转动,并且通过传动轴驱动发电机转动,进而发电,从而将机械能阻尼器20中流体的压力能转化为电能进行回收利用。并且,通过机械能阻尼器20中配置的换向阀25,可以控制机械能转换装置21输出轴的转动方向,进而使发电装置22始终输出一个方向的电流。
[0046]
实施例六其与实施例五的区别在于,还可以配置换向机构25为接线控制器,以替换上述的换向阀的使用,从而构成机械能发电阻尼器b3。该接线控制器通过调整发电装置22(即发电机)的正反向接线从而控制发电系统输出的电流方向。如图7所示,其在图5的基础上,将换向阀替换为接线控制器。
[0047]
使用时:1、若活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动(即,活塞12向顶部腔体一侧移动)时,其内的流体流入主管路16,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器24,换向控制器24通过换线控制器控制发电系统中发电装置22的接线方向为正向接线;此时流体通过主管路16流入机械能转换装置21(即涡轮装置),带动其正向转动,机械能转换装置21带动发电装置22(即发电机)正向转动,发电装置22输出正向电流;2、若活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动(即,活塞12向底部腔体一侧移动)时,其内的流体流入主管路16,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器24,换向控制器24通过换线控制器控制发电系统中发电装置22的接线方向为反向接线;此时流体通过主管路16流入机械能转换装置21(即涡轮装置),带动其反向转动,机械能转换装置21带动发电装置22(即发电机)反向转动,此时发电装置22依然输出正向电流。
[0048]
综上,换向控制器24根据传感器23反馈的主管路16内流体流动方向的信号,无论活塞12在缸体11内是正向移动还是反向移动,换向控制器24通过换线控制器,可以控制发电装置22的接线方向,即可使发电装置22始终输出正向电流。
[0049]
实施例七在实施例五的基础上,可以理解的是,本实施例提供一种机械能发电阻尼器c4,其包括有多个机械能阻尼器20以及一个发电装置22,每个机械能阻尼器20中的机械能转换装置21都与发电装置22连接以共同驱动其进行发电。
[0050]
多个机械能阻尼器20均与一发电装置22驱动连接,使多套机械能阻尼器20联合工作,共同驱动发电装置22发电,如图8所示,其包含有两个如图6所示的机械能阻尼器20,两个机械能阻尼器20共同驱动一个发电装置22。
[0051]
本实施例中,多个机械能阻尼器20中机械能转换装置21的转轴与同一个传动轴均通过齿轮啮合连接的方式连接,从而使多个机械能阻尼器20中的机械能转换装置21通过同一传动轴,共同驱动发电装置22转动。例如,可将多个机械能转换装置21的转轴布置在传动轴的四周,每个机械能转换装置21的转轴上均安装有一主动齿轮,在传动轴上安装有从动齿轮,使多个机械能转换装置21的转轴,分别经由一个主动齿轮驱动传动轴转动,进而带动发电装置22转动发电。或者,还可以在传动轴上布置与机械能阻尼器20的数量相同的从动齿轮,使每个机械能阻尼器20中机械能转换装置21的转轴上的主动齿轮,均对应与传动轴上的一从动齿轮啮合。
[0052]
在另一实施例中,还可以设置,多个机械能阻尼器20中机械能转换装置21均与传动轴直接连接,例如,多个机械能阻尼器20中机械能转换装置21的转轴与传动轴为同一根轴。
[0053]
本实施例中,通过多个机械能阻尼器20配合工作,共同驱动同一传动轴带动同一个发电装置22发电,可解决机械能发电阻尼器a2中单个机械能阻尼器20独立工作时存在的转速不稳定、发电效率偏低的问题,使发电装置22一直处于高效稳定的转速持续发电,提高发电效率。相应的,还可以用一更大功率的发电装置22替换多个小功率发电装置22,减少发电装置22的数量,降低购买和维护成本。
[0054]
实施例八提供一种可调阻尼减震器5,其包括如实施例一所公开的阻尼器1,以及还包括弹簧51,如图9所示,其在图1所示阻尼器1的基础上增加弹簧51后获得。该弹簧51的一端相对缸体11固定连接,弹簧51的另一端相对活塞杆13固定连接。例如,弹簧51的两端分别固定连接在底部接头14和顶部接头15上,或者弹簧51的一端与底部接头14共同连接在一个结构件上,而弹簧51的另一端与顶部接头15共同连接在另一个结构件上。
[0055]
使用时:1、在可调阻尼减震器5受到外力作用压缩时,弹簧51被压缩变形,弹簧51的反作用力增加,阻碍外力进一步压缩可调阻尼减震器5,直至反作用力大于外力,使可调阻尼减震器5停止被压缩。在此过程中,活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体由顶部腔体通过主管路16流向底部腔体,流体在流过主管路16上的主可调阀门17时,通过摩擦消耗了部分能量;此时由于弹簧51的反作用力大于外力,弹簧51将向反方向伸长,降低反作用力,直至恢复达到新的平衡,在此过程中,活塞杆13拉动活塞12在缸体11内反向移动,流体由底部腔体
通过主管路16流向顶部腔体,流体在再次流过主管路16上的主可调阀门17时,继续通过摩擦消耗剩余部分能量;2、在可调阻尼减震器5受到外力作用拉伸时,可调阻尼减震器5的运动和消耗能量过程与压缩时类似。
[0056]
本实施例中,弹簧51可以是螺旋弹簧,也可以是空气弹簧,采用空气弹簧时,则可通过控制空气弹簧的压强来调节可调阻尼减震器5的长度。
[0057]
实施例九提供一种机械能减震器6,在实施例二、三或者四公开的机械能阻尼器20的基础上增加弹簧51获得。本实施例以实施例四(即如图4所示机械能阻尼器20)为例,如图10所示,通过增加弹簧51而获得。其中的弹簧51的安装连接方式与实施例八相同,不再赘述。
[0058]
使用时:1、在机械能减震器6受到外力作用压缩时,弹簧51被压缩变形,弹簧51的反作用力增加,阻碍外力进一步压缩机械能减震器6,直至反作用力大于外力,使机械能减震器6停止被压缩。在此过程中,活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体由顶部腔体通过主管路16流向底部腔体,流体在流过主管路16上的主可调阀门17以及机械能转换装置21时,通过摩擦和机械能消耗了部分能量;此时由于弹簧51的反作用力大于外力,弹簧51将向反方向伸长,降低反作用力,直至恢复达到新的平衡,在此过程中,活塞杆13拉动活塞12在缸体11内反向移动,流体由底部腔体通过主管路16流向顶部腔体,流体在再次流过主管路16上的主可调阀门17和机械能转换装置21时,继续通过摩擦和机械能消耗剩余部分能量;2、在机械能减震器6受到外力作用拉伸时,机械能减震器6的运动和消耗能量过程与压缩时类似。
[0059]
本实施例中,弹簧51可以是螺旋弹簧,也可以是空气弹簧,采用空气弹簧时,则可通过控制空气弹簧的压强来调节可调阻尼减震器5的长度。
[0060]
实施例十提供一种机械能发电减震器a7,其与实施例八以及九的区别在于:本实施例中,设置机械能发电减震器a7中的阻尼器为实施例五所公开的机械能发电阻尼器a2,如图11所示,其在如图6所示机械能发电阻尼器a2的基础上,增加弹簧51而获得。其中的弹簧51的安装连接方式与实施例七相同,不再赘述。
[0061]
使用时:1、在机械能发电减震器a7受到外力作用压缩时,弹簧51被压缩变形,弹簧51的反作用力增加,阻碍外力进一步压缩机械能发电减震器a7,直至反作用力大于外力,使机械能发电减震器a7停止被压缩。在此过程中,活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体由顶部腔体通过主管路16流向底部腔体,流体在流过主管路16上的主可调阀门17以及机械能转换装置21时,通过摩擦和发电消耗了部分能量;此时由于弹簧51的反作用力大于外力,弹簧51将向反方向伸长,降低反作用力,直至恢复达到新的平衡,在此过程中,活塞杆13拉动活塞12在缸体11内反向移动,流体由底部腔体通过主管路16流向顶部腔体,流体在再次流过主管路16上的主可调阀门17和机械能转换装置21时,继续通过摩擦和发电消耗剩余部分能量;2、在机械能发电减震器a7受到外力作用拉伸时,机械能发电减震器a7的运动和消耗能
量过程与压缩时类似。
[0062]
实施例十一提供一种机械能发电减震器b8,其与实施例十的区别在于:本实施例中,设置机械能发电减震器a7中的阻尼器为实施例六所公开的机械能发电阻尼器b3,如图12所示,其在如图7所示机械能发电阻尼器b3的基础上,增加弹簧51而获得。
[0063]
实施例十二提供一种机械能发电减震器c9,其与实施例十的区别在于:本实施例中,设置机械能发电减震器a7中的阻尼器为实施例七所公开的机械能发电阻尼器c4,如图13所示,其在如图8所示机械能发电阻尼器c4的基础上,为每个机械能阻尼器20增加弹簧51而获得。
[0064]
实施例十三提供一种车辆10,包括车体101和车轮102,每一车轮102处均安装有至少一个减震器,该减震器为上述的可调阻尼减震器5、机械能减震器6、机械能发电减震器a7、机械能发电减震器b8、机械能发电减震器c9中的一种或者多种,如图14所示。其中,车辆10通常包括有至少两个车轮102,以四个车轮102为例,其包括左前轮1021、右前轮1022、左后轮1023和右后轮1024。其中,车辆10中安装的减震器既可以是同一类型(全部是可调阻尼减震器5、全部是机械能减震器6、全部是机械能发电减震器a7、全部是机械能发电减震器b8或者全部是机械能发电减震器c9),也可以是不同类型混搭(部分车轮102处全部搭载可调阻尼减震器5,部分车轮102处全部搭载机械能发电减震器a7,或者同一车轮102同时搭载可调阻尼减震器5和机械能发电减震器a7)使用。以左前轮1021为例,其配置有至少一个减震器,本实施例以一个为例进行说明,减减震器的一端连接在左前轮1021的轮轴上,另一端连接在车体101上;其他三个车轮102与此相同,不再赘述。
[0065]
任一车轮102发生跳动时,均能够通过至少一个减震器进行减震,避免振动传递到车体101上,同时,还可以根据路况灵活的调节减震器中相应的阻尼器的开合度,从而调整阻尼效果,获得更加舒适的乘车体验。
[0066]
实施例十四提供一种车辆100,其与实施例十三的区别在于:本实施例中,车辆100的减震器为实例十二所公开的机械能组合发电减震器9,如图15所示。其中机械能发电减震器c9中的各个机械能阻尼器c4与车辆100的各个车轮102连接,各个机械能阻尼器c4中的机械能转换装置21与发电装置22连接,将各个机械能阻尼器c4的机械能传送到发电装置22中,驱动发电装置22发电。
[0067]
实施例十五其与实施例十三或实施例十四的区别在于:本实施例中,配置车辆10或者车辆100还包括陀螺系统103,陀螺系统103与车辆10或者车辆100上安装的各个减震器均电性连接,以使减震器根据陀螺系统103的信号调节各自对应的阻尼器的开合度,分别如图16以及如图17所示。
[0068]
本实施例以车辆10搭载的减震器均包含有实施例四的机械能发电阻尼器a2的机械能发电减震器a7为例进行说明,其中的机械能发电阻尼器a2即如图6所示的具有旁通调节系统和换向阀的机械能发电阻尼器。
[0069]
使用时,将陀螺系统103与四个车轮102处安装的机械能发电减震器a7电性连接,
具体是连接到每个机械能发电减震器a7中的阀门控制器或者通用控制器。本实施例中的车辆,其具体过程如下:1、在车辆10行驶过程中,左前车轮1021遇到路面凸起物时,左前车轮1021受到额外压力,有抬升的趋势,此时与左前轮1021相连的机械能发电减震器a7受到外力压缩,弹簧51被压缩,此时活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体流入主管路16并被传感器23检测,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给阀门控制器或者通用控制器。同时,左前车轮1021的抬升趋势使车体101同时发生侧偏转动趋势,而陀螺系统103则继续保持原状态,此时陀螺系统103则能够测量到车体101的侧偏转动信息,根据侧偏转动信息判断左前车轮1021有抬升趋势,并将该抬升趋势信息传送到阀门控制器,阀门控制器根据传感器23传递过来的流体正向流动的流动方向信息,和陀螺系统103传递过来的左前车轮1021的抬升趋势信息,控制主可调阀门17和旁通可调阀门27的开合度处于最大状态,此时机械能发电阻尼器a2的阻力最小,左前车轮1021压向路面凸起物,直至凸起物顶峰,此过程中弹簧51被快速压缩,左前轮1021快速抬升,而车体101由于惯性作用仅发生轻微偏转;2、若左前轮1021在达到路面凸起物顶峰之前,弹簧51已经被压缩到最大情况,无法再进一步压缩,此时弹簧51压力最大,有伸长的趋势,使活塞杆13推动活塞12在缸体11内反向移动,流体流入主管路16并被传感器23检测,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将信息反馈给阀门控制器;而此时,车体101在左前轮1021处仍然是抬升趋势,陀螺系统103将信息传送到阀门控制器,阀门控制器根据传感器23传递过来的流体反向流动的流动方向信息,和陀螺系统103传递过来的左前轮1021的抬升趋势信息,控制主可调阀门17和旁通可调阀门27的开合度处于最小状态甚至闭合状态,此时机械能发电阻尼器a2的阻力最大,阻碍弹簧51伸长,避免车体被弹簧51过度顶起导致侧偏过大;3、左前轮1021经过路面凸起物顶峰后,弹簧51由被压缩到最大状态后转为伸长的趋势,此时活塞杆13推动活塞12在缸体11内反向移动,流体通过管路系统14的主管路16流入控制系统16的传感器23,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给阀门控制器;而此时,车体101在左前轮1021处转为下降趋势,陀螺系统103将该下降趋势信息传送到阀门控制器,阀门控制器根据传感器23传递过来的流体反向流动的流动方向信息,和陀螺系统103传递过来的左前轮1021的下降趋势信息,控制主可调阀门17和旁通可调阀门27的开合度处于最大状态,此时机械能发电阻尼器a2的阻力最小,弹簧51快速伸长,使左前轮1021始终与地面接触,能够为车体101提供持续支撑,减少车体101的偏转量;4、左前轮1021经过路面凸起物顶峰后,车轮沿地面快速下降,由于惯性作用,将弹簧51伸长至最长,此时弹簧51拉力最大,有收缩的趋势,此时活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体流入主管路16并被传感器23检测,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给阀门控制器;而此时,车体101在左前轮1021处仍为下降趋势,陀螺系统103将下降趋势信息传送到阀门控制器,阀门控制器根据传感器23传递过来的流体正向流动的流动方向信息,和陀螺系统103传递过来的左前轮1021的下降趋势信息,控制主可调阀门17和旁通可调阀门27的开合度处于最小状态甚至闭合状态,此时机械能发电阻尼器a2的阻力最大,弹簧51无法收缩,始终处于最长状态,使左前轮1021始终与地面接
触,对车体101提供支撑,减少车体101在左前轮1021处的下降量。
[0070]
可以理解的是,车辆10中的其它车轮102,其控制情况与左前轮1021一致,这里不再赘述。
[0071]
综上所述,利用陀螺系统103的稳定性和机械能发电减震器a7的阻尼可调的特性,从而能够主动控制车辆10中各个车辆102的状态,使车辆10受地面震动影响降低至最小状态,进一步提高车辆的舒适性。
[0072]
实施例十六提供一种波浪发电装置a200,包括水面浮体201和水底固定件202,水面浮体201与水底固定件202之间通过至少一个机械能发电减震器,其中的机械能发电减震器为机械能发电减震器a7、机械能发电减震器b8中的一种或者多种,如图18所示。
[0073]
本实施例中,水面浮体201和水底固定件202上均设置有连接接头203,机械能发电减震器中的机械能发电阻尼器的两端(底部接头14和顶部接头15)分别固定在两个连接接头203上。
[0074]
本实施例依然以搭载有实施例五中提供的,含有机械能发电阻尼器a2的机械能发电减震器a7为例进行说明,该机械能发电阻尼器a2即如图6所示的具有旁通调节系统和换向阀的机械能发电阻尼器。
[0075]
使用时:1、当波浪204处静止状态时,水面浮体201浮在波浪204上不动,此时,机械能发电减震器a7处于静止状态,机械能发电减震器a7中的发电系统的发电装置22不工作;2、波浪204发生起伏时,当水面浮体201向波峰运动时,此时水面浮体201向上浮动,连接接头203向上拉伸机械能发电减震器a7,机械能发电减震器a7的弹簧51被拉伸,机械能发电减震器a7的活塞杆13拉动活塞12在缸体11内反向移动时,流体流入主管路16并被传感器23,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器(通用控制器),换向控制器(通用控制器)将换向阀切换至:b接口与p接口连通,a接口与t接口连通;从而使流体从缸体11的底部腔体流出后,流入换向阀的p接口,再从b接口流出,进入主管路16,推动发电系统的涡轮装置正向转动,进而使发电装置22输出正向电流;3、波浪204发生起伏时,当水面浮体201向波谷运动时,此时水面浮体201向下沉,机械能发电减震器a7的弹簧51由被拉伸后转为恢复正常直至被压缩过程,此时,机械能发电减震器a7的活塞杆13推动活塞12在缸体11内正向移动,流体流入主管路16并被传感器23,传感器23获取主管路16中流体的流动方向信息,并将该流动方向信息反馈给换向控制器(通用控制器),换向控制器(通用控制器)将换向阀切换至:b接口与t接口连通,a接口与p接口连通;从而使流体从缸体11的顶部腔体流出后,流入换向阀的t接口,再从b接口流出,进入主管路16,依然推动发电系统的涡轮装置正向转动,进而使发电装置22输出正向电流;综上,无论水面浮体201是上浮还是下沉,通过换向控制器(通用控制器)控制换向阀的状态,即可使发电装置22始终输出正向电流;并且,在波浪204上升时,机械能发电减震器a7的发电装置22发电输出电能,同时机械能发电减震器a7的弹簧51被拉伸存储部分海浪的能量;在波浪204下沉时,机械能发电减震器a7的弹簧51由被拉伸状态转为恢复正常状态时释放能量,发电装置22继续发电输出电能,通过波浪204上升和下沉的过程同时发电,提高波浪发电装置3的发电功率和效率。
[0076]
在一个实施例中,将水面浮体201做成大型浮体,并在其上修建浮动厂房,将机械能发电减震器a7中机械能发电阻尼器a2的发电系统和可调阻尼系统以及相应的控制部分布置在浮动厂房内,从而方便维护人员日常管路和检修,提高设备工作寿命。
[0077]
实施例十七提供一种波浪发电装置b300,其与实施例十六的区别在于:本实施例中,波浪发电装置b300中应用的减震器为机械能发电减震器c9,如图19所示。其中机械能组合发电减震器9中的各个机械能减震器6与水面浮体61和水底固定件62的各个连接点连接,各个机械能减震器6中的机械能转换装置21与发电装置22连接,将各个机械能减震器6的机械能传送到发电装置22中,驱动发电装置22发电。
[0078]
实施例十八提供一种波浪发电系统a400,其包括多个实施例十六的波浪发电装置a200,其中,相邻波浪发电装置中的水面浮体201通过至少一个如上所述的机械能发电减震器a7或者机械能发电减震器b8连接,如图20所示。或者,设置波浪发电系统a400,其包括多个实施例十七的波浪发电装置b300,其中,相邻波浪发电装置中的水面浮体201通过至少一个如上所述的机械能发电减震器c9连接,如图21所示。
[0079]
如此设置,为了充分利用波浪的能量。具体布置减震器时,以机械能发电减震器a7为例,可在相邻的两个水面浮体201之间布置2个及以上水平设置的机械能发电减震器a7进行连接,并且水平设置的机械能发电减震器a7布置在不同的高度层面上,提高相邻水面浮体201之间的固支连接效应,使相邻的水面浮体201之间随波浪晃动时,即互相之间发生相对转动时,可以带动位于高处的机械能发电减震器a7和位于低处的机械能发电减震器a7分别发生拉伸运动和压缩运动,或者相反,从而进一步的利用波浪能量发电。
[0080]
本实施例中,可以将多个机械能发电减震器a7中的可调阻尼系统以及其上安装的发电系统集中布置,并且将多个发电系统中的涡轮装置,通过同一传动轴驱动一发电装置22发电,以提供发电效率。
[0081]
实施例十九提供一种波浪发电系统b500,其与实施例十七的区别在于:用机械能减震器6取代其中的机械能发电减震器,同时还增加发电装置22。即,配置波浪发电系统b500包括多个水面浮体201和多个水底固定件202,水面浮体201与水底固定件202之间以及相邻的水面浮体201之间通过至少一个如上所述的机械能减震器6连接;而每个机械能减震器6中的机械能转换装置21均与该发电装置22连接以共同驱动发电装置22进行发电,如图22所示。
[0082]
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本发明的保护范围内。