[实用新型]一种车辆振动发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及将车辆振动的机械能转换为电能的技术，特别涉及悬臂梁和棘轮式拾振机构、单向轴承和齿轮组的单向传动机构、直流永磁发电机、电能处理电路装置及其实现方法，具体是采用悬臂梁、载荷、弧形齿条、棘轮、单向轴承、齿轮组、直流永磁发电机、带USB接口的电能处理电路、磁吸、外壳，实现将车辆行驶中的振动机械能转换为电能的装置。

背景技术

车辆在生活和生产中日益普及，相关的便携式电子设备的应用也日益增多，如：车载导航仪、行车记录仪、驾乘人员的手持式电子设备等，这些电子设备主要依靠车载电源或内置的电池提供电力，这种供电方式存在诸多缺点：

1.采用车载电源供电需要由汽车发电机输出电能，会增加车辆油耗，在油价高企的今天，显然经济性不高，且增加了环境污染。

2.采用电池供电的便携式电子设备续航时间短，需要携带充电设备，且电池的使用同样存在污染。

3.很多车载便携式电子设备为USB电源供电，需为原车载电源外接电源转换器，将12V的点烟器电源转换为USB电源，二次供电效率低，成本高。

4．杂乱的电源线影响车内的整洁和美观。

车辆在道路上行驶时会有明显的振动，相关的电子设备工作环境中存在丰富的振动机械能，一种车辆振动发电装置可将车辆行驶中的振动机械能转换为电能，解决这些电子设备的供电问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对当前车内便携式电子设备供电技术的不足，提供一种利用车辆振动发电的装置。该装置采用悬臂梁和棘轮为拾振机构，单向轴承和齿轮组为振动机械能传递机构，直流永磁发电机为机电能量转换机构，带USB接口的电能处理电路对不规律的交流电能进行处理，实现为车载电子设备供电。本实用新型将悬臂梁和棘轮机构用于拾振，把车辆运行中的竖直方向的直线运动转换为旋转运动，再通过高效率的单向齿轮机构驱动低阻尼永磁直流发电机工作，相比普通的直线式振动发电装置，可显著提高振动机械能的传递和转换效率。本实用新型为可再生能源发电，拾振效率、能量传递和转换效率高，工作寿命长，采用USB接口适合多数车载电子设备使用，通用性强。

本实用新型的技术方案为：

一种车辆振动发电装置，该装置为箱体结构，外形为立方体；箱体内，顶部和底部分别固定有1个磁吸；直流永磁发电机、轴一、轴二均通过螺钉固定在箱体同一底板的内壁上，其中，直流永磁发电机、轴一、轴二的水平高度相同或相近；齿轮三通过过盈配合固定在直流永磁发电机的轴上，齿轮二通过过盈配合固定在轴二的轴承上，齿轮一与棘轮通过过盈配合固定在轴一的单向轴承上，其中，齿轮一铆接固定在棘轮上，同轴转动；同时，齿轮三与齿轮二咬合在一起，齿轮二与齿轮一咬合在一起；弧形齿条和载荷固定在悬臂梁的活动端，悬臂梁的固定端固定在箱体左侧板内壁；悬臂梁的固定端与轴一在同一水平面上，悬臂梁与棘轮距离箱体底板的距离相同；带USB接口的电能处理电路固定在箱内侧壁上，通过导线与直流永磁发电机的定子绕组相连。

所述的悬臂梁为矩形薄片，悬臂梁的固定端固定在箱体左侧板的内壁，载荷和弧形齿条通过螺钉固定在悬臂梁的活动端；弧形齿条和棘轮具有相同的模数和压力角。

所述的齿轮二为复合齿轮，组成包括：齿轮二的直齿轮、齿轮二的伞齿轮和齿轮二中孔，齿轮二的直齿轮在齿轮二的伞齿轮下面，齿轮二为整体铸造而成；齿轮三为伞齿轮，与齿轮二的伞齿轮咬合在一起，齿轮三的分度圆直径小于齿轮二的伞齿轮的分度圆直径，齿轮二的直齿轮与直齿轮齿轮一咬合在一起，齿轮二的直齿轮分度圆直径小于齿轮一的分度圆直径。

所述的带USB接口的电能处理电路的组成包括电容滤波电路、超级电容储能电路、DC-DC电源模块、USB接口，其连接关系为电容滤波电路、超级电容储能电路、DC-DC电源模块、USB接口依次级联而成，电容滤波电路两端为带USB接口的电能处理电路的输入端，并与定子绕组相连，USB接口对外输出电能。

本实用新型基于悬臂梁和棘轮拾振机构、齿轮机械能传递机构、直流永磁发电机的机电能量转换机构、带USB接口的电能处理电路为车载便携式电子设备供电，将车辆行驶中的振动机械能转换为电能，电能经电能处理、电能储存、电能转换之后，实现稳定的直流输出，为车载便携式电子设备供电。