摇臂式等阻能量回收装置的制作方法

本发明涉及能量回收领域，特别是涉及一种摇臂式等阻能量回收装置。

背景技术：

车辆的悬架系统中由于弹性元件受冲击产生震动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减震器，以衰减震动。其中，较为常见的是液力减震器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。然而，该类减震器的将汽车震动能量转化为油液热能的效率有限，导致其滤震效率难以再提升。而且，即便车辆在城市的铺装道路上行驶，也仍然会产生大量的颠簸，减震器吸收并转化的汽车震动能量较多，如果能够将汽车震动能力进行回收，那么车辆的能源利用率将会大幅提高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种摇臂式等阻能量回收装置，以解决传统减震器滤震效率不足且无法回收汽车震动能量的问题。

基于此，本发明提供了一种摇臂式等阻能量回收装置，包括第一部件、第二部件、能量回收组件、弹力补偿组件和蓄电装置；

所述能量回收组件包括发电机、增速装置、传动轴以及摇臂，所述发电机和蓄电装置电性连接；所述增速装置的输出端连接于所述发电机，输入端连接于所述传动轴；所述传动轴转动连接于所述第一部件，所述摇臂的固定端转动连接于第二部件，所述摇臂的活动端通过单向离合组件传动连接于所述传动轴，且所述摇臂的长度方向与所述第一部件和第二部件的相对运动方向倾斜设置；所述摇臂的活动端朝第一预设方向运动时，所述单向离合组件解锁并允许所述摇臂的活动端与传动轴产生相对运动；所述摇臂的活动端朝第二预设方向运动时，所述单向离合组件锁止使所述摇臂的活动端与传动轴锁定，所述摇臂驱动所述传动轴以迫使所述传动轴转动；

所述弹力补偿组件包括油箱以及两端分别连接于所述第一部件和第二部件的活塞缸机构，所述活塞缸机构上具有连通于所述油箱的单向进油油路和单向排油油路，所述单向排油油路上设有通过一作动器调节阀口开启面积的调节阀。

作为优选的，所述活塞缸机构包括固接于所述第一部件的油缸以及固接于所述第二部件的活塞，所述单向进油油路和单向排油油路均连通于所述油缸。

作为优选的，所述单向离合组件包括通过单向离合器转动连接于所述传动轴的传动部，所述摇臂的活动端转动连接于所述传动部。

作为优选的，所述传动部呈杆状结构，所述传动部的一端通过所述单向离合器转动连接于所述传动轴，另一端转动连接于所述摇臂的活动端

作为优选的，所述传动部呈回转体结构，其与所述传动轴同轴设置，且所述摇臂的活动端转动连接于所述传动部的端面。

作为优选的，所述单向离合组件包括连接于所述传动轴的第一齿轮以及通过单向离合器转动连接于所述摇臂的活动端的第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。

作为优选的，还包括弹性件，所述弹性件的两端分别连接于所述第一部件和第二部件。

作为优选的，所述增速装置包括行星齿轮组，所述行星齿轮组包括固接于所述第一部件的齿圈、连接于所述增速装置的输出端的太阳轮、连接于所述传动轴的行星架以及转动连接于所述行星架的行星轮。

作为优选的，所述传动轴和所述增速装置的输入端之间设有弹簧,所述传动轴和第一部件之间设有单向轴承。

本发明的摇臂式等阻能量回收装置，当第一部件和第二部件背向运动时，第一部件拉扯摇臂运动，摇臂的活动端朝第一预设方向运动，单向离合组件解锁并允许摇臂的活动端与传动轴产生相对运动；而当第一部件和第二部件相向运动时，第一部件推动摇臂运动，摇臂的活动端朝第二预设方向运动，单向离合组件锁止使摇臂的活动端与传动轴锁定，因此传动轴在摇臂的驱动下转动，传动轴将动力输出至发电机；与此同时，由于发电机在不同的输出功率下的转动阻力并非恒定，弹力补偿组件的调节阀适时调节其开度，进而改变活塞缸机构的压缩阻力，以补偿能量回收组件的压缩阻力的变化，使该能量回收装置的总压缩阻力处于某一预设的阻力值范围。

附图说明

图1是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的正视示意图；

图2是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的摇臂结构示意图；

图3是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的正视剖面示意图；

图4是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的局部剖面示意图；

图5是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的单向离合组件结构示意图之一；

图6是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的单向离合组件结构示意图之二。

图7是本发明实施例的摇臂式等阻能量回收装置的弹簧及单向轴承的结构示意图。

其中，1、第一部件；2、第二部件；3、能量回收组件；31、发电机；32、增速装置；321、齿圈；322、太阳轮；323、行星轮；324、行星架；33、传动轴；34、摇臂；35、单向离合组件；351、传动部；352、第一齿轮；353、第二齿轮；36、弹簧；37、单向轴承；4、弹力补偿组件；41、油箱；42、活塞缸机构；421、油缸；422、活塞；43、单向排油油路；431、调节阀；432、作动器；5、弹性件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合图1至图6所示，示意性地显示了本发明的摇臂式等阻能量回收装置，包括第一部件1、第二部件2、能量回收组件3、弹力补偿组件4和蓄电装置。

如图2和图3，能量回收组件3包括发电机31、增速装置32、传动轴33以及摇臂34，发电机31和蓄电装置电性连接。增速装置32的输出端连接于发电机31，输入端连接于传动轴33，增速装置32可将传动轴33的转速增大，以满足发电机31的额定转速。传动轴33转动连接于第一部件1，摇臂34的固定端转动连接于第二部件2，摇臂34的活动端通过单向离合组件35传动连接于传动轴33，且摇臂34的长度方向与第一部件1和第二部件2的相对运动方向倾斜设置。优选的，如图7，传动轴33和增速装置32的输入端之间设有弹簧36，弹簧36能够将传动轴33上剧增的冲击力与增速装置32的输入端隔离开，防止冲击力对发电机31造成损伤，而且在发电机31开始转动之初，弹簧36还能够收集并暂存传动轴33输入的动力，当发电机31的转速逐渐提高后，弹簧36将暂存的动力输出至发电机31，进一步的，传动轴33和第一部件1之间设有单向轴承37，单向轴承37仅允许弹簧36收集传动轴33输出至增速装置32方向上的动能，而防止弹簧36将暂存的动能从传动轴33反向输送。

当第一部件1和第二部件2背向运动时，第一部件1拉扯摇臂34运动，此时摇臂34的活动端朝第一预设方向运动，单向离合组件35解锁并允许摇臂34的活动端与传动轴33产生相对运动；而当第一部件1和第二部件2相向运动时，第一部件1推动摇臂34运动，此时摇臂34的活动端朝第二预设方向运动时，单向离合组件35锁止使摇臂34的活动端与传动轴33锁定，摇臂34驱动传动轴33以迫使传动轴33转动。该结构使得第一部件1和第二部件2仅在相向运动时才能够将动力从摇臂34输出至传动轴33，传动轴33自始至终都朝着同一旋向转动，以稳定地朝发电机31输出动力。

弹力补偿组件4包括油箱41以及两端分别连接于第一部件1和第二部件2的活塞缸机构42，活塞缸机构42上具有连通于油箱41的单向进油油路和单向排油油路43，单向排油油路43上设有通过一作动器432调节阀431口开启面积的调节阀431。当第一部件1和第二部件2背向运动时，油箱41内的油液从单向进油油路进入活塞缸机构42，当第一部件1和第二部件2相向运动时，活塞缸机构42中的油液从单向排油油路43进入油箱41。由于蓄电装置在不同的充电阶段的充电电流并不相同，如蓄电装置电量较少时(电量为0～80％)，其需要的充电电流较大，因此发电机31的内阻会随着蓄电装置的充电电流增大而增大，此时，发电机31内阻增大导致需要更大的外力才能够驱动传动轴33转动，即能量回收组件3的压缩阻力增大，乘客能够感受到车辆的颠簸感增强。为此，作动器432对调节阀431进行调节以使其阀口开启面积增大，即弹力补偿组件4的压缩阻力降低，以补偿能量回收组件3的压缩阻力变化，确保能量回收组件3和弹力补偿组件4的总压缩阻力处于一预设的恒定值或某一阻力值范围内，避免该能量回收装置的压缩阻力随着蓄电装置的充电电流变化而变化。在弹力补偿的过程中，该能量回收装置的压缩阻力＝能量回收组件3的压缩阻力+弹力补偿组件4的压缩阻力。

具体地，结合图2、图5和图6所示，单向离合组件35包括通过单向离合器转动连接于传动轴33的传动部351，摇臂34的活动端转动连接于传动部351，当摇臂34随着第一部件1和第二部件2的相对运动而运动时，摇臂34驱动传动部351转动(或者说摆动)，传动部351再将动力输出至传动轴33。其中，传动部351可以呈杆状结构，传动部351的一端通过单向离合器转动连接于传动轴33，另一端转动连接于摇臂34的活动端；或者，传动部351可以呈回转体结构，其与传动轴33同轴设置，且摇臂34的活动端转动连接于传动部351的端面。可以理解的是，摇臂34和传动部351构成了曲柄摇杆机构，以将第一部件1和第二部件2的相对直线运动转化为传动轴33的旋转运动。为了达到相似的传动效果，单向离合组件35还可以包括连接于传动轴33的第一齿轮352以及通过单向离合器转动连接于摇臂34的活动端的第二齿轮353，第一齿轮352和第二齿轮353啮合。

进一步的，活塞缸机构42包括固接于第一部件1的油缸421以及固接于第二部件2的活塞422，单向进油油路和单向排油油路43均连通于油缸421。第一部件1上设有中空的插接筒，第二部件2上设有插接舌，插接舌能相对滑移地插入插接筒中，第一部件1和第二部件2之间还设有弹性件5，弹性件5的两端分别连接于第一部件1和第二部件2，第一部件1和第二部件2构成了车辆的减震装置。

另外，增速装置32包括行星齿轮组，如图4，行星齿轮组包括固接于第一部件1的齿圈321、连接于增速装置32的输出端的太阳轮322、连接于传动轴33的行星架324以及转动连接于行星架324的行星轮323，在本实施例中，行星齿轮组的数量具有两个，行星齿轮组的行星架324为动力输入端，行星齿轮组的太阳轮322为动力输出端，两个行星齿轮组串联设置。

综上所述，本发明的摇臂式等阻能量回收装置，当第一部件1和第二部件2背向运动时，第一部件1拉扯摇臂34运动，摇臂34的活动端朝第一预设方向运动，单向离合组件35解锁并允许摇臂34的活动端与传动轴33产生相对运动；而当第一部件1和第二部件2相向运动时，第一部件1推动摇臂34运动，摇臂34的活动端朝第二预设方向运动，单向离合组件35锁止使摇臂34的活动端与传动轴33锁定，因此传动轴33在摇臂34的驱动下转动，传动轴33将动力输出至发电机31；与此同时，由于发电机31在不同的输出功率下的转动阻力并非恒定，弹力补偿组件4的调节阀431适时调节其开度，进而改变活塞缸机构42的压缩阻力，以补偿能量回收组件3的压缩阻力的变化，使该能量回收装置的总压缩阻力处于某一预设的阻力值范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。