[发明专利]动能控制系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及2010年8月11日提交的题目为“Kinetic Energy Management System”的美国临时专利申请序列号61/372766，并且要求了其优先权。在该在先申请中的所有公开内容在这里被引用作为参考。

技术领域

本公开总体上涉及能够控制呈振动机械输入形式的动能的能量控制系统。具体地说，本公开涉及用于吸收由行驶交通工具所经受的横向冲击或振动的能量控制系统。

发明内容

这里披露了一种动能控制系统，其用于控制由行驶的交通工具所经受的振动，其中振动沿着大体上横向于交通工具运动方向的方向发生。

一种示例性动能控制系统包括机电减震器装置，它包括可动地附接至第二主体以便在它们之间进行往复运动的第一主体，所述第一主体具有能与之一起运动的绕组或线圈，并且所述第二主体具有能与之一起运动的磁体。磁体可以通过所述第一主体和第二主体的往复相对运动而相对于所述绕组运动，以便在绕组中产生出电流。所述第一主体或第二主体中的一个适于与经受交通工具行驶所在的表面的不规则性的交通工具部件接合，这些主体中的另一个适于与交通工具的承载部分接合，该承载部分被期望与由于表面不规则性而导致的振动相隔离。磁体和绕组的相互作用可以用来在往复动能和电能之间转换，所述往复动能与交通工具在不规则表面上的运动相关，所述电能与流经线圈的电流相关。交通工具可以为小汽车或卡车，并且表面可以为道路。可选的是，交通工具可以为船，并且表面可以为水面。

另一种示例性动能控制系统包括电磁减震器，其具有至少两个嵌套的磁性部件（例如环形磁性部件），一个用来产生磁场的主动部件和一个被动部件，通过在主动部件和被动部件之间的相对运动从中将磁场能转变为机械能，或者反之亦然。被动部件可以为磁性活塞，并且主动部件可以盘绕的电绕组。为了将动能转变为电能，在交通工具沿着前进方向行使时，来自表面不规则性的外力使得这些磁性部件之间产生相对运动，从而导致电流流经主动部件。

在另一种机电减震器中，绕组或线圈限定有纵向轴线。两个固定磁体（在纵向轴线的每个端部处设置有一个）作用在相对于绕组可动地设置并且可以沿着纵向轴线移动的磁性活塞上。活塞和绕组之间的相对运动可以是水平的或垂直的，或者呈任意角度。

在另一个示例性系统中，机电减震器具有：由径向磁性源限定的细长通道；与径向磁性源共轴设置的绕组；在位于细长通道的相对端部处的固定位置中相对地设置的两个轴向磁体；以及设置在所述两个轴向磁体之间的活塞。径向和轴向磁体可以为稀土磁体，例如钕磁体。

该能量控制系统可以用来被动地吸收由于表面不规则性而导致的一部分横向振动，以及通过将该动能被动地转变为电能而提供用于随后使用的电能。可选的是，该能量控制系统可以用来通过向绕组选择地施加电流来主动地控制由交通工具承载部分所经受的横向振动的幅度或频率。该能量控制系统因此可以包括电子控制系统，以便控制向绕组施加电流以及调节由于磁体运动而在绕组中产生出的电流的使用。

该电磁减震器的第一主体和第二主体可以形成用于磁体、绕组、电子控件、减震部件和弹簧的封罩或外壳。主体可以构成为具有与普通机械减震器类似的形状和安装功能，或者针对特定的用途可以具有可选的形状和特征。

磁体可以为盘状组合物复合/合成的径向磁性活塞，其制造或选择为在其相应的表面上有效地呈现出具有相反极性的轴向磁极，以及有效地呈现出具有单个极性的径向磁极。

在另一个示例性装置中，活塞可以为复合磁体，该复合磁体具有响应于相对地设置的轴向磁体的轴向磁性部件和响应于径向磁性源的径向磁性部件，以便将活塞大体上保持在由线圈或绕组限定的细长通道内的漂浮位置中。相对地设置的轴向磁体的相对磁场将漂浮活塞限定在通道内，并且增大了来回摆动的数量和速度。可以设置用来限定通道的缸体，并且该缸体可以紧密缠绕有限定出绕组的环形铜绕线。在活塞通过绕组时，其运动产生出运动的磁场，这转变成流经绕组的电流。

附加的磁体可以围绕着缸体构成，使得活塞自由漂浮，从而降低了在活塞和缸体的壁之间的摩擦。

该能量控制系统可以与机械能控制系统（例如机械减震器或机械弹簧）并联或串联使用。可选的是，机械能控制系统可以结合到在这里所披露的类型的减震装置中。

在所披露的一种示例性能量控制系统中，采用电磁减震器的交通工具为小汽车或卡车，并且表面为道路。该电磁减震器与普通机械减震器或弹簧并联安装。可选的是，该机电减震器结合有机械减震部件并且替代普通的机械减震器。可选的是，该机电减震器结合有弹簧，并且代替了普通的机械弹簧。