[发明专利]用于交通工具的振动发电装置

说明书

技术领域

本发明属于振动发电装置，特别涉及一种用于交通工具(所述交通工具指汽车与火车以及人力自行车)的振动发电装置。

背景技术

随着经济的发展，汽车的普及率和使用率越来越高，以汽油发动机和柴油发动机为动力源的汽车对石油的消耗大幅度提高，对环境造成的污染越来越严重。为了降低对石油的消耗和保护环境，新能源的研发越来越受到重视。汽车、火车等交通工具在运行过程中会产生振动，其振动能量的回收将产生很大的经济效益，而将汽车、火车甚至人力自行车行驶过程中产生的振动能量用于发电是一种振动能回收的有效方式。

为了实现振动能量的发电，需要相应的发电装置或系统。因此已经有利用汽车、火车行驶产生的振动能量发电的技术方案问世。ZL200410073301.3公开了一种“轨道车辆振动能量压电发电方法及其系统”，ZL200410073241.5公开了一种“汽车振动能量压电方法及其系统”，上述两份专利的系统均包括至少一个压电装置、一个电力变换装置、至少一个储能装置或最终用电负载，所述压电装置包括外活塞、内活塞、液压缸和压电元件。因此，开发多种不同类型和结构的回收振动能量的发电装置具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械式结构的用于交通工具的振动发电装置，以增加振动发电装置的类型、简化结构和降低制作成本。

本发明所述用于交通工具的振动发电装置，包括第一杠杆、第一齿条、第一齿轮、棘轮、第二齿轮、第三齿轮、发电机、第一支座、第一轴和第二轴；第一杠杆安装在第一支座上并与第一支座铰连，第一杠杆的一端与交通工具上的悬挂装置或减震装置铰连，其另一端与第一齿条铰连，所述第一齿条与第一齿轮组成齿条齿轮传动副，第一齿轮为从动轮；第一齿轮、棘轮和第二齿轮通过轴承安装在第一轴上，第一轴固定在支承座上，第一齿轮与棘轮的轮体连接成一体，第二齿轮通过其轮毂内孔壁上设置的单转向卡槽与棘轮的棘爪相组合；第三齿轮安装在第二轴上并与第二轴固连，第二轴通过轴承安装在轴承座上，第三齿轮与第二齿轮组成齿轮传动副，第二齿轮为主动轮，第三齿轮为从动轮，发电机的动力输入轴与第二轴通过单向轴承连接。

本发明所述用于交通工具的振动发电装置，还采用了以下技术方案：

1、第一杠杆的动力臂长度L₁与阻力臂长度L₂之比为：L₁∶L₂＝1∶1，或L₁∶L₂＞1，或L₁∶L₂＜1。当L₁∶L₂＜1时，可放大第一齿条的行程。

2、棘轮的棘爪至少为两个，与棘爪的数量相匹配，第二齿轮轮毂内孔壁上设置的单转向卡槽至少为4个，棘轮的轮体为两阶梯圆台，其中心设置有轴承安装孔，各棘爪相隔相同的间距安装在所述两阶梯圆台的外圆周上，安装方式为：各棘爪的一端与两阶梯圆台中的大圆台的外圆周铰连，各棘爪的内侧面通过复位弹簧与两阶梯圆台中的小圆台的外圆周连接。

3、第二齿轮与第三齿轮的传动比至少为2∶1，优选2～6∶1。

4、为了增大对第一齿轮的作用力，设置了第二杠杆、第二支座和第二齿条，第二杠杆安装在第二支座上并与第二支座铰连，第二杠杆的一端与第一齿条铰连，其另一端与第二齿条铰连，第二齿条与第一齿轮组成齿条齿轮传动副，第一齿轮为从动轮。所述第二杠杆的动力臂长度与阻力臂长度之比为1∶1。

本发明所述振动发电装置的工作原理：在车辆悬挂或减震装置对第一杠杆所施加力F的作用下，第一杠杆的阻力臂带动第一齿条向上运动(若设置了第二杠杆和第二齿条，在第一齿条向上运动的同时，第二杠杆的阻力臂带动第二齿条向下运动)，从而带动第一齿轮转动，当第一齿轮转动时，棘轮随之转动并带动第二齿轮转动，第二齿轮转动的同时带动第三齿轮转动，当第三齿轮转动时即可通过第二轴带动发电机发电。由于第二齿轮轮毂内孔壁上设置的与棘爪组合的卡槽为单转向卡槽，因而第二齿轮只能单方向旋转，与之啮合的第三齿轮也只能单方向旋转，与第三齿轮同轴的发电机转子也只能单方向旋转，因而发电机所产生的电流相序不变。

本发明具有以下有益效果：

1、用于本发明所述用于交通工具的振动发电装置由杠杆、齿条齿轮传动副、齿轮传动副组成，因而结构简单，便于加工制作，有利于降低制作成本。