[實用新型]一種車輛振動發電裝置

有效

• 申請號: 201320807671.X
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203584700U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王志華;王莉;王博文;姚濤
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F03G7/08
• 分類號: F03G7/08;H02K7/18;H02K7/116
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本實用新型涉及將車輛振動的機械能轉換為電能的技術，特別涉及懸臂梁和棘輪式拾振機構、單向軸承和齒輪組的單向傳動機構、直流永磁發電機、電能處理電路裝置及其實現方法，具體是采用懸臂梁、載荷、弧形齒條、棘輪、單向軸承、齒輪組、直流永磁發電機、帶USB接口的電能處理電路、磁吸、外殼，實現將車輛行駛中的振動機械能轉換為電能的裝置。

背景技術

車輛在生活和生產中日益普及，相關的便攜式電子設備的應用也日益增多，如：車載導航儀、行車記錄儀、駕乘人員的手持式電子設備等，這些電子設備主要依靠車載電源或內置的電池提供電力，這種供電方式存在諸多缺點：

1.采用車載電源供電需要由汽車發電機輸出電能，會增加車輛油耗，在油價高企的今天，顯然經濟性不高，且增加了環境污染。

2.采用電池供電的便攜式電子設備續航時間短，需要攜帶充電設備，且電池的使用同樣存在污染。

3.很多車載便攜式電子設備為USB電源供電，需為原車載電源外接電源轉換器，將12V的點煙器電源轉換為USB電源，二次供電效率低，成本高。

4．雜亂的電源線影響車內的整潔和美觀。

車輛在道路上行駛時會有明顯的振動，相關的電子設備工作環境中存在豐富的振動機械能，一種車輛振動發電裝置可將車輛行駛中的振動機械能轉換為電能，解決這些電子設備的供電問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對當前車內便攜式電子設備供電技術的不足，提供一種利用車輛振動發電的裝置。該裝置采用懸臂梁和棘輪為拾振機構，單向軸承和齒輪組為振動機械能傳遞機構，直流永磁發電機為機電能量轉換機構，帶USB接口的電能處理電路對不規律的交流電能進行處理，實現為車載電子設備供電。本實用新型將懸臂梁和棘輪機構用于拾振，把車輛運行中的豎直方向的直線運動轉換為旋轉運動，再通過高效率的單向齒輪機構驅動低阻尼永磁直流發電機工作，相比普通的直線式振動發電裝置，可顯著提高振動機械能的傳遞和轉換效率。本實用新型為可再生能源發電，拾振效率、能量傳遞和轉換效率高，工作壽命長，采用USB接口適合多數車載電子設備使用，通用性強。

本實用新型的技術方案為：

一種車輛振動發電裝置，該裝置為箱體結構，外形為立方體；箱體內，頂部和底部分別固定有1個磁吸；直流永磁發電機、軸一、軸二均通過螺釘固定在箱體同一底板的內壁上，其中，直流永磁發電機、軸一、軸二的水平高度相同或相近；齒輪三通過過盈配合固定在直流永磁發電機的軸上，齒輪二通過過盈配合固定在軸二的軸承上，齒輪一與棘輪通過過盈配合固定在軸一的單向軸承上，其中，齒輪一鉚接固定在棘輪上，同軸轉動；同時，齒輪三與齒輪二咬合在一起，齒輪二與齒輪一咬合在一起；弧形齒條和載荷固定在懸臂梁的活動端，懸臂梁的固定端固定在箱體左側板內壁；懸臂梁的固定端與軸一在同一水平面上，懸臂梁與棘輪距離箱體底板的距離相同；帶USB接口的電能處理電路固定在箱內側壁上，通過導線與直流永磁發電機的定子繞組相連。

所述的懸臂梁為矩形薄片，懸臂梁的固定端固定在箱體左側板的內壁，載荷和弧形齒條通過螺釘固定在懸臂梁的活動端；弧形齒條和棘輪具有相同的模數和壓力角。

所述的齒輪二為復合齒輪，組成包括：齒輪二的直齒輪、齒輪二的傘齒輪和齒輪二中孔，齒輪二的直齒輪在齒輪二的傘齒輪下面，齒輪二為整體鑄造而成；齒輪三為傘齒輪，與齒輪二的傘齒輪咬合在一起，齒輪三的分度圓直徑小于齒輪二的傘齒輪的分度圓直徑，齒輪二的直齒輪與直齒輪齒輪一咬合在一起，齒輪二的直齒輪分度圓直徑小于齒輪一的分度圓直徑。

所述的帶USB接口的電能處理電路的組成包括電容濾波電路、超級電容儲能電路、DC-DC電源模塊、USB接口，其連接關系為電容濾波電路、超級電容儲能電路、DC-DC電源模塊、USB接口依次級聯而成，電容濾波電路兩端為帶USB接口的電能處理電路的輸入端，并與定子繞組相連，USB接口對外輸出電能。

本實用新型基于懸臂梁和棘輪拾振機構、齒輪機械能傳遞機構、直流永磁發電機的機電能量轉換機構、帶USB接口的電能處理電路為車載便攜式電子設備供電，將車輛行駛中的振動機械能轉換為電能，電能經電能處理、電能儲存、電能轉換之后，實現穩定的直流輸出，為車載便攜式電子設備供電。