[發明專利]一種電磁式振動能量回收裝置

有效

• 申請號: 201610517733.1
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN105932827B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 章新杰;彭濤;張玉新;郭孔輝;楊益;陳棟;孫浩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K7/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 朱世林

技術領域

本發明屬于節能技術領域，具體涉及一種能夠進行高效能量回收的電磁式振動能量回收裝置。

背景技術

振動幾乎無處不在，存儲或轉化振動帶來的機械能的能量回收技術意義重大。目前，回收振動能量的原理主要分為五種：電磁感應、壓電效應、靜電效應、氣壓儲能和液壓儲能。其中，電磁式振動能量回收技術回收效率高，能量回收功率大，受到廣泛研究。

現有的電磁式振動能量回收裝置主要有兩種形式，一種通過機械傳動裝置將直線運動轉化為回轉式發電機轉子旋轉運動，進而將振動帶來的機械能轉化為電能；一種通過直線電機將振動帶來的機械能轉化為電能。但是，現有電磁式振動能量回收裝置結構復雜，成本高，轉子或動子運動速度變化較大，降低了能量的回收效率；現有回轉發電機式能量回收裝置布置空間大，且轉子換向慣量對能量傳遞的存在負效應，降低了傳動效率。

發明內容

本發明的目的是要提供一種結構簡單緊湊且高效的電磁式振動能量回收裝置，采用滾珠絲杠將直線往復運動轉化為旋轉運動，利用錐面接觸副實現單向運動傳遞，克服轉子換向慣量對能量傳遞的負效應，并利用外轉子的慣性使轉子轉速變化平穩，有效提高振動能量的回收效率。

本發明通過以下技術方案實現：

一種電磁式振動能量回收裝置，采用對稱結構，主要由驅動模塊I、饋能模塊II和支撐模塊III組成，其中驅動模塊I在外力作用下做直線往復運動，進而驅動饋能模塊II，饋能模塊II將直線往復運動轉化為單向旋轉運動并進行發電，支撐模塊III對驅動模塊I和饋能模塊II進行導向和支撐；

所述的驅動模塊I中的絲杠1通過絲杠螺母副將直線運動轉化為饋能模塊II中內轉子10的旋轉運動；饋能模塊II中的外轉子15為永磁體，內轉子10與外轉子15通過錐面的接觸與分離實現動力單向傳遞；饋能模塊II中的外轉子15和定子組件相對旋轉進行發電。

具體地，所述的支撐模塊III包括上推力軸承組件、下推力軸承組件、防塵罩6和導向器總成3；兩個導向器總成3對稱安裝在防塵罩6的兩端，上推力軸承組件和下推力軸承組件安裝在防塵罩6的內部，限制外轉子15與內轉子10的軸向運動。

所述的定子組件由線圈支架13和線圈14組成；

所述的絲杠1與導向器總成3形成動配合，絲杠1與導向器總成3之間有密封圈2；

所述的導向器總成3與防塵罩6上端內壁形成靜密封，導向器總成3下端面與上推力軸承座圈4接觸，同時起到導向與限位的作用，導向器上有引線孔c；

所述的外轉子15處于上推力軸承組件與下推力軸承組件之間，外轉子15內表面為錐面；所述內轉子10支撐于下推力軸承組件，內轉子10的外表面為錐面，其錐度與外轉子15的內錐面錐度相同，內轉子10的外錐面與外轉子15的內錐面之間形成轉子間隙a；

所述上推力軸承組件由上推力軸承座圈4、上推力軸承保持架16和上推力軸承滾珠17構成，上推力軸承組件為外轉子15提供向下的軸向力；

所述下推力軸承組件由下推力軸承座圈5、下內轉子推力軸承保持架9、下外轉子推力軸承保持架12、下內轉子推力軸承滾珠8以及下外轉子推力軸承滾珠11構成，下推力軸承組件為內轉子10和外轉子15提供向上的軸向力；

所述定子組件的線圈支架13與上推力軸承座圈4和下推力軸承座圈5固定連接；

所述防塵罩6內壁與上推力軸承座圈4和下推力軸承座圈5形成配合，防塵罩6內壁上的軸肩起限位作用。

本發明的一種電磁式饋能減振器，包括現有減振器中的導向器總成3、儲油缸22、工作缸25、活塞總成26、底閥總成27、連接件28、端蓋18等構件，還包括上述電磁式振動能量回收裝置24，布置于工作缸25的中部，固定于限位套筒23和工作缸25內壁上的軸肩之間；

所述的導向器總成3與工作缸25、儲油缸22上端內邊緣形成靜配合，導向器總成3上端安裝油封20；

所述的儲油缸22底端與連接件28固定連接，儲油缸22上端內壁與導向器總成3相配合，儲油缸22外壁與端蓋18固定連接；

所述的工作缸25安裝于儲油缸22內腔，工作缸25底端與底閥總成27相配合，工作缸25上端與導向器總成3相配合，從而形成封閉結構；

所述的活塞總成26固定于絲杠1的下端；

所述的底閥總成27固定于工作缸25和儲油缸22之間；

所述的限位套筒23與工作缸25內壁形成配合，限位套筒23下端面與電磁式振動能量回收裝置24接觸，限位套筒23上端面與導向器總成3接觸。

本發明的工作過程如下：