一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，包括壓電振子、集成式非線性能量捕獲電路模塊、防塵罩、工作缸筒和儲油缸筒，工作缸筒安設(shè)于儲油缸筒內(nèi)，工作缸筒的外壁與儲油缸筒的內(nèi)壁之間形成儲油腔；工作缸筒的前端安設(shè)有導(dǎo)向座，后端安設(shè)有支承座；工作缸筒的內(nèi)部內(nèi)安設(shè)有活塞，活塞上安設(shè)有活塞閥；活塞與活塞桿的一端相連，活塞桿的另一端伸出工作缸筒，與防塵罩相連；所述壓電振子安設(shè)在活塞的端面上，壓電振子與集成式非線性能量捕獲電路模塊通過導(dǎo)線連接，集成式非線性能量捕獲電路模塊安設(shè)在防塵罩上。本實用新型利用減振器的活塞運動為原動力，激勵壓電振子振動產(chǎn)生電流，提供電力，既節(jié)能又環(huán)保，且不影響減振器的減振功能。
【專利說明】
一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車經(jīng)過不平的路面時，車身會發(fā)生振動，且路面越不平穩(wěn)，車身振動得越厲害。汽車減振器是一種可加速振動衰減的設(shè)備，通常為了提高乘坐舒適性，在汽車的懸架部分并聯(lián)安裝彈性元件和汽車減振器，以減小車身振動。
[0003]在汽車減振器中，汽車振動的能量會以減振器內(nèi)部油液摩擦生熱的形式損耗。隨著人們節(jié)約能源的意識提高，以及能源危機日益嚴峻，如何提高能量的利用率成為現(xiàn)代化發(fā)展的焦點。為此早在上世紀90年代，已有專家開始對再利用能量的減振器進行研究，但大都停留在理論分析階段，作為實際實驗的研究成果比較少，能夠回收能量的汽車減振器的可行性不高，未能推向市場。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)保、安全性好、可靠性高的汽車廢能收集減振器。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，包括壓電振子、集成式非線性能量捕獲電路模塊、防塵罩、工作缸筒和儲油缸筒，工作缸筒安設(shè)于儲油缸筒內(nèi)，工作缸筒的外壁與儲油缸筒的內(nèi)壁之間形成儲油腔;工作缸筒的前端安設(shè)有導(dǎo)向座，后端安設(shè)有支承座;工作缸筒的內(nèi)部內(nèi)安設(shè)有活塞，活塞上安設(shè)有活塞閥；所述活塞將工作缸筒分隔成兩個貯油腔，貯油腔內(nèi)有液壓油;活塞與活塞桿的一端相連，活塞桿的另一端伸出工作缸筒，與防塵罩相連;所述防塵罩套設(shè)在儲油缸筒上，帶動活塞桿移動；所述壓電振子安設(shè)在活塞的端面上，壓電振子與集成式非線性能量捕獲電路模塊通過導(dǎo)線連接，集成式非線性能量捕獲電路模塊安設(shè)在防塵罩上。
[0006]按上述方案，所述壓電振子包括若干相互并聯(lián)的壓電片組，壓電片組包括兩個串聯(lián)的雙晶壓電片，雙晶壓電片包括一個中心極板，中心極板的兩側(cè)分別粘結(jié)有壓電陶瓷晶片，同一雙晶壓電片上的壓電陶瓷晶片相并聯(lián)。
[0007]按上述方案，所述活塞的外端面安設(shè)有壓緊螺母，所述壓電振子安設(shè)在壓緊螺母上。
[0008]按上述方案，所述壓電振子包括六個兩兩串聯(lián)的雙晶壓電片，雙晶壓電片分別對稱安裝在壓緊螺母上。
[0009]按上述方案，所述雙晶壓電片為矩形或梯形。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:I)本實用新型利用減振器的活塞運動為原動力，激勵壓電振子振動產(chǎn)生電流，提供電力，既節(jié)能又環(huán)保，且不影響減振器的減振功能;2)、本裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低;安全性能好，實用性強。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0013]圖3為本實施例中壓緊螺母與壓電振子的連接示意圖。
[0014]圖4為本實施例中雙晶壓電片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00?5]圖5為本實施例中壓電振子的電路不意圖。
[0016]圖6為本實施例的電路圖。
[0017]其中:1、防塵罩；2、集成式非線性能量捕獲電路模塊;3、導(dǎo)向座；4、活塞桿；5、活塞;6、壓電振子;7、工作缸筒;7.1、上貯油腔;7.2、下貯油腔;8、支承座;9、壓緊螺母，10、儲油缸筒;11、中心極板;12、壓電陶瓷晶片；13、雙晶壓電片；14、儲油腔;15、活塞閥。
【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步地描述。
[0019]如圖1和圖2所示的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，包括壓電振子6、集成式非線性能量捕獲電路模塊2、防塵罩1、工作缸筒7、儲油缸筒10，工作缸筒7安設(shè)在儲油缸筒10內(nèi)，通過裝置壓緊，工作缸筒7的外壁與儲油缸筒10的內(nèi)壁之間形成儲油腔14，所述減振器工作時兩個缸筒是作為一個整體相對車橋運動；工作缸筒7的前端安設(shè)有導(dǎo)向座3(為活塞桿4起導(dǎo)向作用)，后端安設(shè)有支承座8;工作缸筒7內(nèi)置有活塞5，活塞5上安設(shè)有活塞閥15;活塞5將工作缸筒7分隔成兩個密封的貯油腔，即上貯油腔7.1和下貯油腔7.2，貯油腔內(nèi)有液壓油;活塞5與活塞桿4的一端相連，活塞桿4的另一端穿過導(dǎo)向座3，伸出工作缸筒7，與防塵罩I相連;防塵罩I套設(shè)在儲油缸筒10的外壁，帶動活塞桿4移動，活塞5隨之在工作缸同7內(nèi)移動ο
[0020]本實用新型中，壓電振子6安設(shè)在活塞5的端面上，壓電振子6與集成式非線性能量捕獲電路模塊2通過導(dǎo)線連接，集成式非線性能量捕獲電路模塊2安設(shè)在防塵罩I上(可安設(shè)在活塞桿與防塵罩連接的端面上)，導(dǎo)線可安設(shè)在活塞桿4內(nèi)部;為了儲存電能，本實用新型還設(shè)置蓄電池或超級電容，蓄電池與集成式非線性能量捕獲電路模塊2電連接。
[0021]本實用新型中，壓電振子6包括若干相互并聯(lián)的壓電片組，壓電片組包括兩個串聯(lián)的雙晶壓電片13，雙晶壓電片13包括一個中心極板11，中心極板11的兩側(cè)分別粘結(jié)有壓電陶瓷片12，同一中心極板11上的壓電陶瓷晶片12相并聯(lián)，如圖4所示。
[0022]本實用新型中，活塞5的外端面安設(shè)有壓緊螺母9;壓電振子6安設(shè)在壓緊螺母9上，如圖3所示;本實施例中，壓緊螺母9為正六邊形螺母;壓電振子6包括六個雙晶壓電片13，六個雙晶壓電片13兩兩串聯(lián)，形成三個壓電片組;三個壓電片組相并聯(lián)，組成壓電振子6，如圖5所示;雙晶壓電片13分別對稱安裝在壓緊螺母9的六個邊沿上;雙晶壓電片13為矩形或梯形，雙晶壓電片13的大小符合工作缸筒7的直徑大小。
[0023]本實用新型中，如圖6所示，集成式非線性能量捕獲電路模塊2采用LTC3588-1芯片，其電路圖如圖6所示，芯片的輸入電壓范圍為2.7V~20V，可選輸出電壓為1.8V或2.5V、
3.3V、3.6V;該芯片是面向振動能源收集應(yīng)用的超低功耗產(chǎn)品，能對壓電振子6產(chǎn)生的電流很好地進行整流、濾波、穩(wěn)壓，并且輸出的電壓大小可以由芯片調(diào)節(jié)。
[0024]本實用新型的工作原理為:當(dāng)汽車車輪滾上凸起或者滾出凹坑時，車輪移近車架，汽車振動防塵罩I受壓，活塞桿3帶動活塞5在工作缸筒7內(nèi)向下移動，下貯油腔7.2容積減小，油壓升高，油液經(jīng)過活塞閥15中的一個對應(yīng)閥門(流通閥)流到上貯油腔7.1;由于上貯油腔7.1被活塞桿3占去一部分，上貯油腔7.1內(nèi)增加的容積小于下貯油腔7.2減小的容積，故還有一部分油液推開支撐座8上的對應(yīng)閥門(壓縮閥)，流回儲油腔14。當(dāng)車輪滾進凹坑或者滾離凸起時，車輪相對車身移開，汽車振動防塵罩I受到拉伸，活塞桿3帶動活塞5在工作缸筒7內(nèi)向上移動，上貯油腔7.1油壓升高，活塞閥15對應(yīng)閥門(流通閥)關(guān)閉；上貯油腔7.1內(nèi)油液推開活塞閥15另一個閥門(伸張閥)流入下貯油腔7.2，同樣，由于活塞桿3的存在，自上貯油腔7.1進入的油液還不足以充滿下貯油腔7.2所增加的容積，下貯油腔7.2內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸筒10中的油液便推開支撐座另一個閥門(補償閥)流入下貯油腔
7.2進行補充。在上述兩個過程中，壓電振子6受油壓變化振動激勵，產(chǎn)生不穩(wěn)定的交流電流;交流電流通過高效率的集成式非線性能量捕獲電路模塊2進行整流、濾波、穩(wěn)壓，得到較穩(wěn)定的電流;電能在蓄電池或超級電容中儲存起來，需要時再加以利用。
[0025]以上僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，包括壓電振子、集成式非線性能量捕獲電路模塊、防塵罩、工作缸筒和儲油缸筒，工作缸筒安設(shè)于儲油缸筒內(nèi)，工作缸筒的外壁與儲油缸筒的內(nèi)壁之間形成儲油腔;工作缸筒的前端安設(shè)有導(dǎo)向座，后端安設(shè)有支承座;工作缸筒的內(nèi)部內(nèi)安設(shè)有活塞，活塞上安設(shè)有活塞閥;所述活塞將工作缸筒分隔成兩個貯油腔，貯油腔內(nèi)有液壓油；活塞與活塞桿的一端相連，活塞桿的另一端伸出工作缸筒，與防塵罩相連;所述防塵罩套設(shè)在儲油缸筒上，帶動活塞桿移動;所述壓電振子安設(shè)在活塞的端面上，壓電振子與集成式非線性能量捕獲電路模塊通過導(dǎo)線連接，集成式非線性能量捕獲電路模塊安設(shè)在防塵罩上。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，所述壓電振子包括若干相互并聯(lián)的壓電片組，壓電片組包括兩個串聯(lián)的雙晶壓電片，雙晶壓電片包括一個中心極板，中心極板的兩側(cè)分別粘結(jié)有壓電陶瓷晶片，同一雙晶壓電片上的壓電陶瓷晶片相并聯(lián)。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，所述活塞的外端面安設(shè)有壓緊螺母，所述壓電振子安設(shè)在壓緊螺母上。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，所述壓電振子包括六個兩兩串聯(lián)的雙晶壓電片，雙晶壓電片分別對稱安裝在壓緊螺母上。5.如權(quán)利要求2所述的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，所述雙晶壓電片為矩形或梯形。6.如權(quán)利要求1所述的一種基于振動發(fā)電的汽車廢能收集減振器，其特征在于，還包括蓄電池，蓄電池與集成式非線性能量捕獲電路模塊電連接。
【文檔編號】F03G7/08GK205479089SQ201620008810
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】李其仲, 劉榮, 鄔鵬, 文強, 王國旺, 蘇貝貝, 宋錦書, 王宗輝
【申請人】武漢理工大學(xué)