一种车轮能量转换发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种车轮能量转换发电系统，包括与汽车主架配合使用的车轮，车轮由与车轴安装连接的轮辋、轮辋上设有的辐条组成，所述的轮辋连接有在车轮行驶过程中受地面挤压产生动力源的能量装置，能量装置沿轮辋表面呈环形分布设置，能量装置连接设于轮辋或汽车主架上的发电机并利用能量装置所产生的动力用于发电机发电。当汽车在行驶过程中，地面对轮辋连接的能力装置施加作用力时，产生转动力或压缩空气，能把不断产生的转动力或压缩空气传输至发电机用于发电。该车轮可以采用双层轮胎的设计，也可以采用现有普通的单层轮胎设计，也可以采用删除现有轮胎使用的设计，即不使用轮胎；该能量装置对应地面并沿轮辋表面呈环形分布设置。
【专利说明】一种车轮能量转换发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用汽车行驶过程中对车轮挤压产生动力源用于发电的【技术领域】，尤其涉及一种利用汽车自身重力和行驶的动力、设置于轮辋上的能力装置受地面的挤压作用下产生动力用于发电的的发电系统。
【背景技术】
[0002]轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。
[0003]但是，现有的车轮及轮胎的作用只是作为汽车在行驶时保持其安全行驶和畅顺行驶的功能，并没有把汽车行驶时轮胎所具有的能量及时转换为汽车所需能量或我们所需的有效能量；现有技术的车轮轮胎行驶的能量就会被白白浪费掉。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种车轮能量转换发电系统，该车轮能量转换发电系统主要是利用汽车自身重量及汽车在行驶过程中车轮所受到的作用力，在汽车行驶时车轮受到较大的挤压作用力，在轮辋上设置能量装置用于接收这些挤压作用力并产出动力用于发电，该车轮可以采用双层轮胎的设计，也可以采用现有普通的单层轮胎设计，也可以采用删除现有轮胎使用的设计，该能量装置对应地面并沿轮辋表面呈环形分布设置，地面对能量装置施加挤压力而令能量装置产生动力并把此动力输送至发电机用于发电，除了用来发电外，另外也可以用来推动车辆行走。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种车轮能量转换发电系统，包括与汽车主架配合使用的车轮，车轮由与车轴安装连接的轮辋、轮辋上设有的辐条组成，所述的轮辋连接有在车轮行驶过程中受地面挤压产生动力源的能量装置，能量装置沿轮辋表面呈环形分布设置，能量装置连接设于轮辋或汽车主架上的发电机并利用能量装置所产生的动力用于发电机发电。
[0006]进一步的，所述的轮辋安装有轮胎，轮胎表面覆盖有一层弹性胎形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体；所述的能量装置为设于密封腔体被并沿轮胎表面环形设置的多个独立的压缩气腔，相邻压缩气腔之间紧密连接，每个压缩气腔均设有独立的进气口和出气口 ；所述的出气口连接有设于轮辋或汽车主架上的发电机。此为双层轮胎方式的能量装置结构。每个压缩气腔内充满有密封的空气，当汽车在行驶时，由于汽车自身重量和行驶时路面对汽车的作用力等都基本集中与汽车轮胎上，弹性胎接触路面；当汽车行驶时，弹性胎会受到一定的挤压，令压缩气腔的密封空气形成压缩空气并从出气口排出，吹动发电机发电，而由于进气口的设置能及时进气补充压缩气腔内的气体容量，令压缩气腔保持充足的空气，而可保证弹性胎不易泄气变形；压缩气腔能弹性复位，继续压下另一个压缩气腔进行重复循环产生压缩空气发电及复位；输出的压缩空气作为动力用于汽车上的发电机用于发电，当然，也可以把这些压缩空气保持下来，用于其它用途或能量转换，且车架也可以作用压缩空气的存储体。
[0007]或者是所述的轮辋安装有轮胎，轮胎表面覆盖有一层弹性胎形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体；所述的能量装置为设于密封腔体内并位于轮胎外表面与弹性胎内表面之间的压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮胎外表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机。此也为采用双层轮胎方式的能量装置结构。利用汽车自身重量和行驶时的作用力对弹性胎的挤压，此挤压力转换至压缩空气泵或往复式螺杆机内，即压缩空气泵产生压缩空气，而往复式螺杆机产生转动力；压缩空气或转动力均可传递至发电机用于发电。其压缩空气泵或往复式螺杆机的复位可通过弹性胎和密封腔体本身的复位而带动实现，也可以通过复位弹簧等部件自动实现。
[0008]也或者是所述的轮辋安装有轮胎，所述的能量装置为设于轮胎与轮辋形成的腔体内并位于轮胎内表面与轮辋外表面之间的压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮辋表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机。此为采用单层轮胎方式的能量装置结构。利用汽车自身重量和行驶时的作用力对轮胎的挤压，此挤压力转换至压缩空气泵或往复式螺杆机内，即压缩空气泵产生压缩空气，而往复式螺杆机产生转动力；压缩空气或转动力均可传递至发电机用于发电。其压缩空气泵或往复式螺杆机的复位可通过轮胎本身的复位而带动实现，也可以通过复位弹簧等部件自动实现。
[0009]又或者是每个压缩气腔或压缩空气泵的出气口均独立连接一条出气管对应面向发电机的叶片，每个压缩气腔或压缩空气泵独立工作输出压缩空气循环吹动发电机，每个压缩气腔或压缩空气泵的各自出气管组成环形对准发电机的叶片，分开连续循环吹动发电机工作。
[0010]也或者是所述的能量装置为轮辋面向地面的环形表面设有压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮辋的环形表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机，每个压缩空气泵或往复式螺杆机与底面接触的端面均独立设有轮胎橡胶；每个压缩空气泵或往复式螺杆机均设有能复位的复位弹簧。此为采用不使用轮胎方式的能量装置结构。此技术方案省去了传统的轮胎使用，直接在轮辋上设置多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机，压缩空气泵或往复式螺杆机直接与底面接触并利用汽车自身重量和行驶时的作用力对压缩空气泵或往复式螺杆机的作用力，此作用力作用于压缩空气泵或往复式螺杆机上，即压缩空气泵产生压缩空气，而往复式螺杆机产生转动力；压缩空气或转动力均可传递至发电机用于发电；其压缩空气泵或往复式螺杆机的复位可通过复位弹簧等部件自动实现。当然，为了实现汽车正常的行驶和制动等功能，必须在每个压缩空气泵或往复式螺杆机与底面接触的端面均独立设有轮胎橡胶，以保证与传统的轮胎作用相同。
[0011 ] 进一步的，所述的压缩空气泵设有进气口和出气口，进气口与外部空气导通，沿轮辋外侧或内侧设有压缩空气输气管，每个出气口均与压缩空气输气管连接并输送压缩空气；所述的压缩空气输气管连接发电机并通过压缩空气输气管传输压缩空气至发电机。每个压缩空气泵均有单独的进气口和出气口，当汽车在行驶时，由于汽车自身重量和行驶时路面对汽车的作用力等都基本集中与汽车车轮上，利用汽车自身重量和行驶时的作用力对压缩空气泵的作用力产生压缩空气，且由于压缩空气泵呈环形排列分布，压缩空气泵的每个接触面的受力均基本会传动到压缩空气泵上实现其压缩空气的输出；当压缩空气泵受到挤压力而产生挤压，形成的压缩空气从出气口输出，通过压缩空气输气管的输送至发电机并吹动发电机发电。而在车轮不断转动，当那些压缩空气泵不受地面挤压时，这些压缩空气泵由于自身轮胎气腔的压强或复位弹簧等的作用而自动复位；如此，继续压下另一个压缩空气泵进行重复循环产生压缩空气发电及复位。进气口的设置能及时进气补充压缩空气泵内的空气，实现压缩空气泵的进气效果。输出的压缩空气作为动力用于汽车上的发电机用于发电，当然，也可以把这些压缩空气保持下来，用于其它用途或能量转换，且车架也可以作用压缩空气的存储体。
[0012]进一步的，所述的压缩空气泵包括泵体及与泵体配合安装活动的活塞泵，进气口通过进气管道连接泵体；活塞泵由活塞拉杆缸体及与活塞拉杆缸体连接的活塞组成，活塞上设有为防止活塞往复运动磨损泵体缸壁的防磨损胶圈，活塞上设有活塞环槽，活塞上设有与活塞环槽配合并可活动密封的密封压缩空气胶圈，活塞自活塞环槽向活塞底部贯穿设置有活塞进气口 ；活塞上设有压缩空气进气口与活塞拉杆缸体导通，出气口通过出气管道连接活塞拉杆杆体。该压缩空气泵的活塞置于泵体内并以活塞把泵体分为正常空气区间和空气压缩区间，活塞拉杆缸体带动活塞抽拉时空气从进气口进入到泵体的正常空气区间内，此时密封压缩空气胶圈与活塞进气口有一定的间隙，空气从活塞进气口进入至空气压缩区间内；当推压活塞拉杆缸体带动活塞于泵体内推压时活塞压缩空气，此时由于负压的作用，密封压缩空气封闭活塞进气口和密封泵体与活塞之间的气道，压缩空气即只能从压缩空气进气口进入活塞拉杆缸体内，并从活塞拉杆缸体上通过出气管输送压缩空气至出气口并传输至压缩空气输气管，而出气口令压缩空气只能出不能进，同时又保证压缩空气泵不会漏气。
[0013]进一步的，所述的泵体与活塞拉杆杆体配合的端面设有防止磨损活塞拉杆缸体的第一密封胶圈。进气口导通空气入泵体，在活塞拉杆缸体抽拉时，空气从进气口输送进入泵体内，并且设置的第一密封胶圈还能防止活塞拉杆缸体在抽拉和推压时与泵体的磨损，延长泵体和活塞拉杆缸体的使用寿命。
[0014]进一步的，所述的泵体设有泵体缸体、设于泵体缸体顶部的泵体顶盖和设于泵体缸体底部的泵体底盖组成，进气口通过进气管道穿过泵体顶盖并导通泵体缸体；所述活塞拉杆缸体一端连接活塞，另一端设有拉杆顶盖密封；所述的泵体底盖和拉杆顶盖均设有防止漏气的第二密封胶圈。该泵体底盖和拉杆顶盖的设置能防止气体的泄露，还能保证整个压缩空气泵的正常工作和压缩空气的产生。
[0015]进一步的，所述的往复式螺杆机包括机壳、与机壳配合并带有螺槽的螺杆、与螺槽配合形成啮合副的平面星齿轮，平面星齿轮通过曲轴连杆机构连接发电机并驱动发电机发电。该往复式螺杆机基本是由一个圆柱形的螺杆与两个对称配置的平面星齿轮组成啮合畐0，装在机壳内。螺杆的螺槽、机壳的内壁、平面星齿轮的齿面三者围成的空间构成了往复式螺杆机的工作容积。往复式螺杆机受地面的挤压时带动螺杆推拉，推拉过程中与螺槽啮合的平面星齿轮转动，平面星齿轮转动也通过曲轴连杆机构带动发电机转动，完成发电机发电的过程。
[0016]进一步的，所述的发电机采用气动发电机。产生的压缩空气作为动力应用在气动发电机上用于发电，产生的电能反馈用于汽车电池上使用或应用在电动汽车上使用。气动发电机的受风点可以直接面向气动发电机叶片的叶面，也可以设置在气动发电机叶片的侧面。
[0017]进一步的，该气动发电机设有定子、转子、线圈和机壳，转子套有凸出机壳的转动轴；转动轴一端与转子连接，另一端套有带叶片的叶轮；所述的气动发电机还设有对应叶轮设置并以压缩空气作为动力源及输送压缩空气吹向叶轮的输气管道。其转动轴伸出的长度较长，且转动轴固定有叶轮并对应设置输气管道输出压缩空气，输气管道是直接传送压缩空气驱动叶轮转动的，可以是输气管道对应面向该叶轮的叶片，或者是输气管道固定在叶片上并且该输气管道的输气口对应叶片。现有技术的风力发电机及水力发电机等都没有此类结构或针对该压缩空气源而是用的专门发电机设备。
[0018]进一步的，所述的输气管道设置有一条，输气管道对应面向叶轮叶片的转动方向；该输气管道直接对应叶轮并输送压缩空气驱动叶轮转动，其压缩空气的输出方向与叶轮的转动方向一致，即可达到气流驱动畅顺的效果。或者是所述的叶片均独立连接一条输气管道，输气管道的出气口对应面向各自的叶片；每块叶片均单独连接一条输气管道，每条输气管道均输送压缩空气驱动每块叶片的转动，此方式能最大化地利用压缩空气，以及能提高叶轮转动的速度，实现最大化的发电效率。
[0019]进一步的所述的叶轮包括一圆形轮盘，叶片呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状并环形分布在圆形轮盘上；或者是所述的叶轮包括一环形圈、设于环形圈与转动轴之间的连接横杆，连接横杆高于环形圈并呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状，连接横杆作为叶片；也或者是所述的叶轮包括与转动轴固定连接的环形支架圈，环形支架圈的外侧凸出有叶片，叶片呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状。当然，叶片也可以采用其他形状的结构。机壳连接有与叶轮配合气涡外壳。叶轮也可以不使用气涡外壳。
[0020]前述的发电机也可以采用螺杆膨胀发电机，使用螺杆膨胀发电机用于发电，该螺杆膨胀发电机的工作原理大致可分为:
1、进气过程:压缩空气经螺杆膨胀发电机的进气口进入转子的齿间容积后，将推动转子旋转，并使齿间容积不断扩大，当齿间容积完全与螺杆膨胀发电机的进气口脱离时，进气过程结束；
2、膨胀过程:随着齿间容积继续增大，压缩气体体积膨胀温度降低，同时输出动力到转子的伸出轴处；
3、排气过程:当齿间容积与螺杆膨胀发电机排气口相通时，便开始排气过程，直至齿间容积减少为零，完成一个工作循环为止。
[0021]该螺杆膨胀发电机的间隙密封，从而具有透平膨胀机和活塞膨胀机均不具有的独特优点。在螺杆膨胀发电机中，压缩空气直接作用在转子齿面上，因而有近似于直流电机启动时的转矩特性，即能进行重负荷启动。螺杆膨胀发电机的转速较低，一般约为同容量透平膨胀机的1/10左右，因而可不通过减速装置而直接驱动发电机或其它低速耗能机械，且轴封效果好，寿命长。螺杆膨胀发电机有机械传动发电和压缩空气传动这两种方式。
[0022]进一步的，所述的汽车之间底盘对应轮辋的位置设有发电机固定座，发电机固定在发电机固定座上，发电机对应面向轮辋的内侧面位置。为了优化汽车美观和令发电机不对现有汽车结构造成实质性的影响，发电机隐藏于轮辋内侧，隐蔽性好且安装牢固。
[0023]或者是所述的发电机直接安装隐藏于汽车主架内。也可以采用发电机隐藏于汽车主架内，与汽车主架结合为一体，解决车轮的安装位置和复杂性。
[0024]进一步的，所述的进气口和出气口直接与压缩气腔导通并设于弹性胎的内侧；或者是所述的进气口和出气口与压缩气腔导通并依次穿过轮胎和轮辋及凸出于轮辋上。当进气口和出气口设于弹性胎内侧时也具有良好的隐蔽性，且也能更方便与发电机连接，输出压缩空气至发电机也更方便直接。而进气口和出气口直接从轮辋凸出，即可容易观察，也不影响美观。
[0025]也或者是所述的进气口和出气口设于轮胎或弹性胎或轮辋上并凸出于轮胎或弹性胎或轮辋的外侧或内侧。其进气口与前述进气口的原理及优点基本相同，出气口的设置与前述的原理及优点也基本相同。
[0026]综上所述，本发明的有益效果是:本发明的车轮能量转换发电系统利用汽车自身重量和汽车行驶对汽车车轮有较大作用力的条件下，研发一种安装在车轮位置上的发电装置。当汽车在行驶过程中，地面对轮辋上的能量装置施加作用力时，该能量装置受力会产生转动力或压缩空气，其能把不断产生的转动力或压缩空气传输至发电机用于发电，且该能量装置在不受地面作用力时能自动复位，保证能量装置的正常工作。且该能量装置可以在双层轮胎、单层轮胎或不使用轮胎的情况下都能实现车轮的正常使用，又能产生动力转换为电能；另外，可以把发电产生的电能应用在汽车本身需要的设备上，而带动汽车行驶和操作，实现自行发电。此转动力或压缩空气转换为电能的转化率高，能把被浪费的能量转换为电能，属于纯绿色的新能源，对环境零污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是实施例1的车轮能量转换发电系统的车轮示意图；
图2是实施例1的车轮的剖视示意图；
图3是实施例2的车轮能量转换发电系统的车轮示意图；
图4是实施例2的车轮的剖视示意图；
图5是实施例3的车轮能量转换发电系统的车轮示意图；
图6是实施例3的车轮的剖视示意图；
图7是实施例4的车轮能量转换发电系统的车轮示意图；
图8是实施例4的车轮的剖视示意图；
图9是气动发电机的示意图；
图10是气动发电机的叶轮与输气管道的左视示意图；
图11是实施例2的压缩空气泵的示意图；
图12是实施例2的泵体的示意图；
图13是实施例2的活塞泵的示意图；
图14是实施例2的活塞泵的局部示意图；
图15是实施例2的活塞泵的局部剖视示意图；
图16是实施例5的往复式螺杆机的局部剖视图；
图17是实施例7的叶轮中的示意图；
图18是实施例8的叶轮的示意图；
图19是图18的左视图图； 图20是实施例9中叶轮的示意图；
图21是实施例11的车轮能量转换发电系统的车轮示意图。
【具体实施方式】
[0028]实施例1
本实施例1所描述的一种车轮能量转换发电系统，如图1和图2所示，包括与汽车主架配合使用的车轮，车轮由与车轴安装连接的轮辋21、轮辋上设有的辐条22组成，所述的轮辋连接有在车轮行驶过程中受地面挤压产生动力源的能量装置，能量装置沿轮辋表面呈环形分布设置，能量装置连接设于轮辋或汽车主架上的发电机并利用能量装置所产生的动力用于发电机发电。
[0029]进一步的，所述的轮辋安装有轮胎23，轮胎表面覆盖有一层弹性胎24形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体25 ;所述的能量装置为设于密封腔体被并沿轮胎表面环形设置的多个独立的压缩气腔30，相邻压缩气腔之间紧密连接，每个压缩气腔均设有独立的进气口 31和出气口 11 ;所述的出气口连接有设于轮辋或汽车主架上的发电机。此为双层轮胎方式的能量装置结构。每个压缩气腔内充满有密封的空气，当汽车在行驶时，由于汽车自身重量和行驶时路面对汽车的作用力等都基本集中与汽车轮胎上，弹性胎接触路面；当汽车行驶时，弹性胎会受到一定的挤压，令压缩气腔的密封空气形成压缩空气并从出气口排出，吹动发电机发电，而由于进气口的设置能及时进气补充压缩气腔内的气体容量，令压缩气腔保持充足的空气，而可保证弹性胎不易泄气变形；压缩气腔能弹性复位，继续压下另一个压缩气腔进行重复循环产生压缩空气发电及复位；输出的压缩空气作为动力用于汽车上的发电机用于发电，当然，也可以把这些压缩空气保持下来，用于其它用途或能量转换，且车架也可以作用压缩空气的存储体。
[0030]进一步的，所述的弹性胎采用与轮胎材质一致的材料。弹性胎与轮胎的材质一致即可保证的弹性胎的质量稳定性，且于现有的轮胎结构和选材上一致，更能保证弹性胎对路面的适应性，令汽车行驶保持现有状态和安全性。
[0031]进一步的，所述的汽车主架底盘对应轮辋的位置设有发电机固定座，发电机固定在发电机固定座上，发电机对应面向轮辋的内侧面位置。为了优化汽车美观和令发电机不对现有汽车结构造成实质性的影响，发电机隐藏于轮辋内侧，隐蔽性好且安装牢固。
[0032]进一步的，如图9和图10所示，所述的发电机采用气动发电机37。产生的压缩空气作为动力应用在气动发电机上用于发电，产生的电能反馈用于汽车电池上使用或应用在电动汽车上使用。气动发电机的受风点可以直接面向气动发电机叶片的叶面，也可以设置在气动发电机叶片的侧面。该气动发电机包括定子、转子、线圈和机壳，所述的转子套有凸出机壳的转动轴32 ;转动轴一端与转子连接，另一端套有带叶片34的叶轮33 ;所述的气动发电机装置还包括有对应叶轮设置并以压缩空气作为动力源及输送压缩空气吹向叶轮的输气管道35。其转动轴伸出的长度较长，且转动轴固定有叶轮并对应设置输气管道输出压缩空气，输气管道是直接传送压缩空气驱动叶轮转动的，可以是输气管道对应面向该叶轮的叶片，或者是输气管道固定在叶片上并且该输气管道的输气口对应叶片。现有技术的风力发电机及水力发电机等都没有此类结构或针对该压缩空气源而是用的专门发电机设备。机壳连接有与叶轮配合气涡外壳。[0033]进一步的，所述的输气管道设置有一条，输气管道对应面向叶轮叶片的转动方向。该输气管道直接对应叶轮并输送压缩空气驱动叶轮转动，其压缩空气的输出方向与叶轮的转动方向一致，即可达到气流驱动畅顺的效果。
[0034]进一步的，所述的叶轮包括一圆形轮盘36，叶片呈锯齿状并环形分布在圆形轮盘上。叶轮采用圆形轮盘的结构形式，叶片也可以采用其他形状。
[0035]进一步的，所述的进气口和出气口直接与压缩气腔导通并设于弹性胎的内侧。当进气口和出气口设于弹性胎内侧时也具有良好的隐蔽性，且也能更方便与发电机连接，输出压缩空气至发电机也更方便直接。
[0036]实施例2
本实施例2所描述的一种车轮能量转换发电系统，如图3和图4所示，包括与汽车主架配合使用的车轮，车轮由与车轴安装连接的轮辋21、轮辋上设有的辐条22组成，所述的轮辋连接有在车轮行驶过程中受地面挤压产生动力源的能量装置，能量装置沿轮辋表面呈环形分布设置，能量装置连接设于轮辋或汽车主架上的发电机并利用能量装置所产生的动力用于发电机发电。
[0037]于轮辋安装有轮胎23，轮胎表面覆盖有一层弹性胎24形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体25 ;所述的能量装置为设于密封腔体内并位于轮胎外表面与弹性胎内表面之间的压缩空气泵38，沿轮胎外表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵。此也为采用双层轮胎方式的能量装置结构。利用汽车自身重量和行驶时的作用力对弹性胎的挤压，此挤压力转换至压缩空气泵，即压缩空气泵产生压缩空气；压缩空气可传递至发电机用于发电。其压缩空气泵的复位可通过弹性胎和密封腔体本身的复位而带动实现，也可以通过复位弹簧等部件自动实现。
[0038]进一步的，所述的压缩空气泵设有进气口 3和出气口 11，进气口与外部空气导通，沿轮辋内侧设有压缩空气输气管18，每个出气口均与压缩空气输气管连接并输送压缩空气；所述的压缩空气输气管连接发电机并通过压缩空气输气管传输压缩空气至发电机。每个压缩空气泵均有单独的进气口和出气口，当汽车在行驶时，由于汽车自身重量和行驶时路面对汽车的作用力等都基本集中与汽车弹性胎上，弹性胎的胎面接触路面，弹性胎会受到一定的挤压，而此挤压力会直接传递作用在紧贴设于弹性胎内背面的压缩空气泵上，且由于压缩空气泵呈环形排列分布，弹性胎的每个接触面的受力均基本会传递至对应的压缩空气泵上；当压缩空气泵受到挤压力而产生挤压，压缩空气形成压缩空气并从出气口输出，通过压缩空气输气管的输送至发电机并吹动发电机发电。而在双层轮胎不断转动的过程中，当部分弹性胎的胎面不与地面接触而不受力时，此部分弹性胎的胎面由于密封腔体气压的作用而自动复位，也带动了压缩空气泵的自动复位；如此，继续压下另一个压缩空气泵进行重复循环产生压缩空气发电及复位。进气口的设置能及时进气补充压缩空气泵内的空气，实现压缩空气泵的进气效果。输出的压缩空气作为动力用于汽车上的发电机用于发电，当然，也可以把这些压缩空气保持下来，用于其它用途或能量转换，且车架也可以作用压缩空气的存储体。
[0039]进一步的，如图11、图12、图13、图14、图15所示，所述的压缩空气泵包括泵体I及与泵体配合安装活动的活塞泵2，进气口通过进气管19道连接泵体；活塞泵由活塞拉杆缸体4及与活塞拉杆缸体连接的活塞5组成，活塞上设有为防止活塞往复运动磨损泵体缸壁的防磨损胶圈6，活塞上设有活塞环槽7，活塞上设有与活塞环槽配合并可活动密封的密封压缩空气胶圈8，活塞自活塞环槽向活塞底部贯穿设置有活塞进气口 9 ;活塞上设有压缩空气进气口 10与活塞拉杆缸体导通，出气口通过出气管道20连接活塞拉杆杆体。该压缩空气泵的活塞置于泵体内并以活塞把泵体分为正常空气区间和空气压缩区间，活塞拉杆缸体带动活塞抽拉时空气从进气口进入到泵体的正常空气区间内，此时密封压缩空气胶圈与活塞进气口有一定的间隙，空气从活塞进气口进入至空气压缩区间内；当推压活塞拉杆缸体带动活塞于泵体内推压时活塞压缩空气，此时由于负压的作用，密封压缩空气封闭活塞进气口和密封泵体与活塞之间的气道，压缩空气即只能从压缩空气进气口进入活塞拉杆缸体内，并从活塞拉杆缸体上通过出气管输送压缩空气至出气口并传输至压缩空气输气管，而出气口令压缩空气只能出不能进，同时又保证压缩空气泵不会漏气。
[0040]进一步的，所述的泵体与活塞拉杆杆体配合的端面设有防止磨损活塞拉杆缸体的第一密封胶圈12。进气口导通空气入泵体，在活塞拉杆缸体抽拉时，空气从进气口输送进入泵体内，并且设置的第一密封胶圈还能防止活塞拉杆缸体在抽拉和推压时与泵体的磨损，延长泵体和活塞拉杆缸体的使用寿命。
[0041]进一步的，所述的泵体设有泵体缸体13、设于泵体缸体顶部的泵体顶盖14和设于泵体缸体底部的泵体底盖15组成，进气口通过进气管道穿过泵体顶盖并导通泵体缸体；所述活塞拉杆缸体一端连接活塞，另一端设有拉杆顶盖16密封；所述的泵体底盖和拉杆顶盖均设有防止漏气的第二密封胶圈17。该泵体底盖和拉杆顶盖的设置能防止气体的泄露，还能保证整个压缩空气泵的正常工作和压缩空气的产生。
[0042]进一步的，所述的汽车主架底盘对应轮辋的位置设有发电机固定座，发电机固定在发电机固定座上，发电机对应面向轮辋的内侧面位置。为了优化汽车美观和令发电机不对现有汽车结构造成实质性的影响，发电机隐藏于轮辋内侧，隐蔽性好且安装牢固。
[0043]进一步的，如图9和图10所示，所述的发电机采用气动发电机37。产生的压缩空气作为动力应用在气动发电机上用于发电，产生的电能反馈用于汽车电池上使用或应用在电动汽车上使用。气动发电机的受风点可以直接面向气动发电机叶片的叶面，也可以设置在气动发电机叶片的侧面。该气动发电机包括定子、转子、线圈和机壳，所述的转子套有凸出机壳的转动轴32 ;转动轴一端与转子连接，另一端套有带叶片34的叶轮33 ;所述的气动发电机装置还包括有对应叶轮设置并以压缩空气作为动力源及输送压缩空气吹向叶轮的输气管道35。其转动轴伸出的长度较长，且转动轴固定有叶轮并对应设置输气管道输出压缩空气，输气管道是直接传送压缩空气驱动叶轮转动的，可以是输气管道对应面向该叶轮的叶片，或者是输气管道固定在叶片上并且该输气管道的输气口对应叶片。现有技术的风力发电机及水力发电机等都没有此类结构或针对该压缩空气源而是用的专门发电机设备。叶轮不使用气涡外壳。
[0044]进一步的，所述的输气管道设置有一条，输气管道对应面向叶轮叶片的转动方向。该输气管道直接对应叶轮并输送压缩空气驱动叶轮转动，其压缩空气的输出方向与叶轮的转动方向一致，即可达到气流驱动畅顺的效果。
[0045]进一步的，所述的叶轮包括一圆形轮盘36，叶片呈锯齿状并环形分布在圆形轮盘上。叶轮采用圆形轮盘的结构形式，叶片也可以采用其他形状。
[0046]实施例3 该实施例3是在实施例2的基础上进行改进，该实施例2的具体不同之处在于:
如图5和图6所示，轮辋21安装有轮胎23，所述的能量装置为设于轮胎与轮辋形成的腔体内并位于轮胎内表面与轮辋外表面之间的压缩空气泵38，沿轮辋表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵。此为采用单层轮胎方式的能量装置结构。利用汽车自身重量和行驶时的作用力对轮胎的挤压，此挤压力转换至压缩空气泵，即压缩空气泵产生压缩空气；压缩空气可传递至发电机用于发电。其压缩空气泵的复位可通过轮胎本身的复位而带动实现，也可以通过复位弹簧等部件自动实现。
[0047]实施例4
该实施例4是同样是在实施例2的基础上进行改进，该实施例4的具体不同之处在于:如图7和图8所示，能量装置为轮辋21面向地面的环形表面设有压缩空气泵38，沿轮辋的环形表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵，每个压缩空气泵与底面接触的端面均独立设有轮胎橡胶39 ;每个压缩空气泵均设有能复位的复位弹簧。此为采用不使用轮胎方式的能量装置结构。此技术方案省去了传统的轮胎使用，直接在轮辋上设置多个压缩空气泵，压缩空气泵直接与底面接触并利用汽车自身重量和行驶时的作用力对压缩空气泵的作用力，此作用力作用于压缩空气泵上，即压缩空气泵产生压缩空气；压缩空气均可传递至发电机用于发电；其压缩空气泵的复位可通过复位弹簧等部件自动实现。当然，为了实现汽车正常的行驶和制动等功能，必须在每个压缩空气泵与底面接触的端面均独立设有轮胎橡胶，以保证与传统的轮胎作用相同。
[0048]实施例5
该实施例5是在实施例1-4任意一项的基础上进行改进，该实施例5的具体不同之处在于:
如图16所示，用往复式螺杆机代替上述各实施例的压缩空气泵，该往复式螺杆机包括机壳26、与机壳配合并带有螺槽27的螺杆28、与螺槽配合形成啮合副的平面星齿轮29，平面星齿轮通过曲轴连杆机构连接发电机并驱动发电机发电。该往复式螺杆机基本是由一个圆柱形的螺杆与两个对称配置的平面星齿轮组成啮合副，装在机壳内。螺杆的螺槽、机壳的内壁、平面星齿轮的齿面三者围成的空间构成了往复式螺杆机的工作容积。往复式螺杆机受地面的挤压时带动螺杆推拉，推拉过程中与螺槽啮合的平面星齿轮转动，平面星齿轮转动也通过曲轴连杆机构带动发电机转动，完成发电机发电的过程。
[0049]实施例6
该实施例6是在实施例1-5任意一项的基础上进行改进，该实施例6的具体不同之处在于:
发电机采用螺杆膨胀发电机。使用螺杆膨胀发电机用于发电，该螺杆膨胀发电机的工作原理大致可分为:
1、进气过程:压缩空气经螺杆膨胀发电机的进气口进入转子的齿间容积后，将推动转子旋转，并使齿间容积不断扩大，当齿间容积完全与螺杆膨胀发电机的进气口脱离时，进气过程结束；
2、膨胀过程:随着齿间容积继续增大，压缩气体体积膨胀温度降低，同时输出动力到转子的伸出轴处；
3、排气过程:当齿间容积与螺杆膨胀发电机排气口相通时，便开始排气过程，直至齿间容积减少为零，完成一个工作循环为止。
[0050]该螺杆膨胀发电机的间隙密封，从而具有透平膨胀机和活塞膨胀机均不具有的独特优点。在螺杆膨胀发电机中，压缩空气直接作用在转子齿面上，因而有近似于直流电机启动时的转矩特性，即能进行重负荷启动。螺杆膨胀发电机的转速较低，一般约为同容量透平膨胀机的1/10左右，因而可不通过减速装置而直接驱动发电机或其它低速耗能机械，且轴封效果好，寿命长。螺杆膨胀发电机有机械传动发电和压缩空气传动这两种方式。
[0051]实施例7
该实施例7同样是在实施例1-5任意一项的基础上进行改进，该实施例7的具体不同之处在于:
如图17所示，叶片33均独立连接一条输气管道35，输气管道的出气口对应面向各自的叶片。所述的每块叶片均单独连接一条输气管道，每条输气管道均输送压缩空气驱动每块叶片的转动，此方式能最大化地利用压缩空气，以及能提高叶轮转动的速度，实现最大化的发电效率。
[0052]实施例8
该实施例8同样是在实施例1-5任意一项的基础上进行改进，该实施例8的具体不同之处在于:
如图18和图19所示，所述的叶轮包括一环形圈40、设于环形圈与转动轴32之间的连接横杆41，连接横杆高于环形圈并呈直片状，连接横杆作为叶片。
[0053]实施例9
该实施例9同样是在实施例1-5任意一项的基础上进行改进，该实施例9的具体不同之处在于:
如图20所示，所述的叶轮包括与转动轴32固定连接的环形支架圈42，环形支架圈的外侧凸出有叶片34，叶片呈角铁状。
[0054]实施例10
该实施例10同样是在实施例1-9任意一项的基础上进行改进，该实施例10的具体不同之处在于:
所述的发电机直接安装隐藏于汽车主架内。采用发电机隐藏于汽车主架内，与汽车主架结合为一体，解决车轮的安装位置和复杂性。
[0055]实施例11
该实施例11同样是在实施例2或3或4的基础上进行改进，该实施例10的具体不同之处在于:
如图21所示，每个压缩空气泵38的出气口均独立连接一条出气管43对应面向发电机的叶片，每个压缩空气泵独立工作输出压缩空气循环吹动发电机，每个压缩空气泵的各自出气管组成环形对准发电机的叶片，分开连续循环吹动发电机工作。
[0056]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种车轮能量转换发电系统，包括与汽车主架配合使用的车轮，车轮由与车轴安装连接的轮辋、轮辋上设有的辐条组成，其特征在于，所述的轮辋连接有在车轮行驶过程中受地面挤压产生动力源的能量装置，能量装置沿轮辋表面呈环形分布设置，能量装置连接设于轮辋或汽车主架上的发电机并利用能量装置所产生的动力用于发电机发电。
2.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于， 所述的轮辋安装有轮胎，轮胎表面覆盖有一层弹性胎形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体；所述的能量装置为设于密封腔体被并沿轮胎表面环形设置的多个独立的压缩气腔，相邻压缩气腔之间紧密连接，每个压缩气腔均设有独立的进气口和出气口 ；所述的出气口连接有设于轮辋或汽车主架上的发电机。
3.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的轮辋安装有轮胎，轮胎表面覆盖有一层弹性胎形成双层轮胎，轮胎表面与弹性胎之间设有鼓有空气的密封腔体；所述的能量装置为设于密封腔体内并位于轮胎外表面与弹性胎内表面之间的压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮胎外表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机。
4.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的轮辋安装有轮胎，所述的能量装置为设于轮胎与轮辋形成的腔体内并位于轮胎内表面与轮辋外表面之间的压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮辋表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机。
5.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的能量装置为轮辋面向地面的环形表面设有压缩空气泵或往复式螺杆机，沿轮辋的环形表面呈环形分布设置有多个压缩空气泵或多个往复式螺杆机，每个压缩空气泵或往复式螺杆机与底面接触的端面均独立设有轮胎橡胶；每个压缩空气泵或往复式螺杆机均设有能复位的复位弹簧。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的压缩空气泵设有进气口和出气口，进气口与外部空气导通，沿轮辋外侧或内侧设有压缩空气输气管，每个出气口均与压缩空气输气管连接并输送压缩空气；所述的压缩空气输气管连接发电机并通过压缩空气输气管传输压缩空气至发电机。
7.根据权利要求6所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的压缩空气泵包括泵体及与泵体配合安装活动的活塞泵，进气口通过进气管道连接泵体；活塞泵由活塞拉杆缸体及与活塞拉杆缸体连接的活塞组成，活塞上设有为防止活塞往复运动磨损泵体缸壁的防磨损胶圈，活塞上设有活塞环槽，活塞上设有与活塞环槽配合并可活动密封的密封压缩空气胶圈，活塞自活塞环槽向活塞底部贯穿设置有活塞进气口 ；活塞上设有压缩空气进气口与活塞拉杆缸体导通，出气口通过出气管道连接活塞拉杆杆体。
8.根据权利要求7所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于:所述的泵体与活塞拉杆杆体配合的端面设有防止磨损活塞拉杆缸体的第一密封胶圈。
9.根据权利要求8的所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的泵体设有泵体缸体、设于泵体缸体顶部的泵体顶盖和设于泵体缸体底部的泵体底盖组成，进气口通过进气管道穿过泵体顶盖并导通泵体缸体；所述活塞拉杆缸体一端连接活塞，另一端设有拉杆顶盖密封；所述的泵体底盖和拉杆顶 盖均设有防止漏气的第二密封胶圈。
10.根据权利要求3或4或5所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的往复式螺杆机包括机壳、与机壳配合并带有螺槽的螺杆、与螺槽配合形成啮合副的平面星齿轮，平面星齿轮通过曲轴连杆机构连接发电机并驱动发电机发电。
11.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的发电机采用气动发电机。
12.根据权利要求11所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的气动发电机设有定子、转子、线圈和机壳，转子套有凸出机壳的转动轴；转动轴一端与转子连接，另一端套有带叶片的叶轮；所述的气动发电机还设有对应叶轮设置并以压缩空气作为动力源及输送压缩空气吹向叶轮的输气管道。
13.根据权利要求12所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的输气管道设置有一条，输气管道对应面向叶轮叶片的转动方向；或者是所述的叶片均独立连接一条输气管道，输气管道的出气口对应面向各自的叶片。
14.根据权利要求13所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的叶轮包括一圆形轮盘，叶片呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状并环形分布在圆形轮盘上。
15.根据权利要求13所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的叶轮包括一环形圈、设于环形圈与转动轴之间的连接横杆，连接横杆高于环形圈并呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状，连接横杆作为叶片。
16.根据权利要求13所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的叶轮包括与转动轴固定连接的环形支架圈，环形支架圈的外侧凸出有叶片，叶片呈锯齿状或弯刀状或直片状或角铁状。
17.根据权利要求1所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的发电机采用螺杆膨胀发电机。
18.根据权利要求1-5任意一项或11-17任意一项所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的汽车主架底盘对应轮辋的位置设有发电机固定座，发电机固定在发电机固定座上，发电机对应面向轮辋的内侧面位置。
19.根据权利要求1-5任意一项或11-17任意一项所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的发电机直接安装隐藏于汽车主架内。
20.根据权利要求2所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的进气口和出气口直接与压缩气腔导通并设于弹性胎的内侧；或者是所述的进气口和出气口与压缩气腔导通并依次穿过轮胎和轮辋及凸出于轮辋上。
21.根据权利要求5所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，所述的进气口和出气口设于轮胎或弹性胎或轮辋上并凸出于轮胎或弹性胎或轮辋的外侧或内侧。
22.根据权利要求2或3或4或5所述的一种车轮能量转换发电系统，其特征在于，每个压缩气腔或压缩空气泵的出气口均独立连接一条出气管对应面向发电机的叶片，每个压缩气腔或压缩空气泵独立工作输出压缩空气循环吹动发电机，每个压缩气腔或压缩空气泵的各自出气管组成环形对准发电机的叶片，分开连续循环吹动发电机工作。
【文档编号】H02K7/18GK103818246SQ201410044135
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月30日 优先权日:2014年1月30日
【发明者】冯柯霖 申请人:冯柯霖