能量收集式減振器及其實現方法技術

本發明專利技術涉及的能量收集式減振器及其實現方法，液壓油缸的有桿腔與無桿腔分別與液壓馬達兩端相連，并且在有桿腔與無桿腔之間旁設一個單向導通的開關元件，即可實現拉伸行程阻尼力的設計要求；液壓馬達一端到無桿腔之間設置有一個單向導通的開關元件，確定液壓馬達在能量收集式減振器的壓縮和拉伸兩個行程對應的轉速，無需控制發電機的充電電流大小，即可實現壓縮和拉伸兩個行程阻尼力的設計要求；通過技術方案，省略了現有技術中對發電機充電負載的切換；其結構簡單，零部件少，便于制造，可靠性高；易于滿足傳統減振器的阻尼特性要求(如普通汽車懸架減振器)；電能存儲更加簡化，亦方便開發具有可變阻尼功能的減振器。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種能量收集式減振器，特別是涉及一種。
技術介紹
本專利技術是對現有專利技術專利——振動發電機200810222208. 2，以及技術專利——能量收集式減振器200920109212. 8、能量收集式減振器201020570089. 2和能量收集式減振器200720149635. 3的改進。1、基本工作原理能量收集式減振器可以在為機械系統減振的同時，將振動的能量轉化為可以利用的電能，并通過控制發電機的輸出控制減振器的阻尼。例如技術200920109212. 8，采用了如下技術實現方式機械振動帶動能量收集式減振器的活塞/缸體結構運動，通過液壓控制回路傳導振動的能量，驅動液壓馬達帶動發電機發電，發電機輸出電能，向蓄電池充 H1^ ο2、阻尼力的提供方式在充電過程中，減振器阻尼控制電路(如技術200720149635. 3中的減振器阻尼控制電路)選擇發電機的充電負載，通過改變發電機的輸出電流大小改變減振器的阻尼力大小。3、與阻尼力相關的減振器技術要求減振器在壓縮和拉伸兩個行程中，其提供的阻尼力應該是不同的。以普通汽車懸架減振器為例，壓縮行程提供的阻尼力要小于拉伸行程。4、能量收集式減振器阻尼力大小與液壓馬達轉速高低的關系能量收集式減振器的液壓馬達驅動發電機工作。活塞和缸體隨振動發生相對運動，帶動發電機運轉發電；發電機作為負載，為活塞和缸體提供阻尼力。以應用永磁直流發電機為例，活塞和缸體之間的振動速度越快，液壓馬達帶動發電機的轉速就越高，輸出電壓就越高；而發電機輸出電流越大，發電機軸的轉矩就越大，能量收集式減振器提供阻尼力也就越大；因此，當發電機的充電負載阻抗一定時，發電機轉速越高，相應輸出的電壓就越高、 相應輸出的電流就越大，能量收集式減振器提供的阻尼力也就越大。于是，得到定性的結論當發電機的充電負載阻抗一定時，液壓馬達/發電機轉速越高，減振器提供的阻尼力越大。5、現有技術的不足上述現有技術中，缸體上腔和下腔有效容積直接決定了流經液壓馬達的液壓油流量在壓縮行程，缸體無桿腔的容積直接影響了液壓馬達的轉速；在拉伸行程，缸體有桿腔的容積直接影響了液壓馬達的轉速。由于活塞桿的體積，缸體有桿腔的有效容積小于無桿腔的有效容積，這導致了當振動頻率一定時，壓縮行程液壓馬達的轉速一定大于拉伸行程液壓馬達的轉速。3根據之前得到的結論，可知基于現有技術制造的能量收集式減振器，當其充電負載阻抗一定時，減振器在壓縮行程中提供的阻尼力大于其在拉伸行程中提供的阻尼力。而普通汽車懸架減振器要求在壓縮行程中，減振器提供的阻尼力小于其在拉伸行程中提供的阻尼力。為實現與普通汽車懸架減振器相同的阻尼特性，技術200720149635. 3中采用了變充電負載的辦法在壓縮行程，為小輸入電流的蓄電池充電；在拉伸行程，為大輸入電流的蓄電池充電。變充電負載的具體實現方式如下設置運動檢測裝置，即在減振器的活塞和缸體上安裝磁棒和線圈，在壓縮和拉伸行程中，磁棒在線圈內相對運動，線圈輸出的電信號用以檢測壓縮或拉伸運動；設置充電負載切換裝置，即將線圈輸出的電信號作為控制信號，控制充電負載切換裝置的開關元件通斷，實現發電機為兩個輸入電流大小不同的蓄電池充電。 因此，在現有技術中，需要設置運動檢測裝置、充電負載切換裝置和兩套蓄電池。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，提供一種，通過本技術方案，基于該結構的能量收集式減振器，可以只在設計時，通過調整活塞桿體積與有桿腔有效容積之間的比例關系，且不控制發電機的充電電流大小，即可實現壓縮和拉伸兩個行程阻尼力的設計要求，并且省略了現有技術中對發電機充電負載的切換；同時，經過改進的液壓回路結構相比現有技術中涉及的液壓回路結構更加簡單，提高了可靠性。本專利技術提出的結構，可以通過設計活塞/缸體的尺寸確定活塞桿體積與有桿腔有效容積的體積比，從而確定液壓馬達在壓縮行程時的轉速與拉伸行程時的轉速比；當固定了減振器的充電負載時，實現壓縮和拉伸兩個行程減振器不同的阻尼力，有利于開發低成本的固定阻尼減振器；當通過控制發電機的輸出電流大小實現阻尼控制時，本專利技術也可以簡化控制策略，有利于開發低成本的變阻尼減振器。本專利技術是按如下方式實現的一種能量收集式減振器的實現方法，液壓油缸的有桿腔與無桿腔分別與液壓馬達兩端相連，并且在有桿腔與無桿腔之間旁設一個單向導通的開關元件，確定液壓馬達在能量收集式減振器的拉伸行程的轉速，即可實現拉伸行程阻尼力的設計要求。所述液壓馬達一端到無桿腔之間設置有一個單向導通的開關元件，所述單向導通元件從無桿腔到液壓馬達一端是截止的，通過液壓油缸內活塞桿的體積與有桿腔有效容積間的比例關系，確定液壓馬達在能量收集式減振器的壓縮和拉伸兩個行程對應的轉速，無需控制發電機的充電電流大小，即可實現壓縮和拉伸兩個行程阻尼力的設計要求。一種能量收集式減振器，包括有振動采集裝置，液壓控制回路，容積補償裝置，能量轉換裝置和能量收集控制系統；所述液壓控制回路中，由止回單向閥和連接管路構成，所述能量轉換裝置中，由液壓馬達和發電機構成；所述振動采集裝置中的有桿腔經連接管路直接與能量轉換裝置中的液壓馬達一端接通，液壓馬達的另一端經連接管路與振動采集裝置中的無桿腔連接；止回單向閥并聯于振動采集裝置中的有桿腔和無桿腔之間，有桿腔到無桿腔是止回單向閥截止方向；所述能量收集控制系統，包含電流控制器和用電器，其中電流控制器的一端并聯于能量轉換裝置的發電機輸出端，電流控制器的另一端并聯用電器。所述無桿腔與液壓馬達連接的連接管路上設置有補償單向閥，從無桿腔到液壓馬達的方向是截止的。所述容積補償裝置為蓄能器，所述蓄能器設置在聯通無桿腔和液壓馬達之間的連接管路上，或設置在聯通補償單向閥和液壓馬達之間的連接管路上。在本專利技術技術方案的實際應用中，所述能量收集控制系統，包括有電流控制器和用電器，所述電流控制器的輸入端與能量轉換裝置中的發電機輸出端相并聯，電流控制器的輸出端與用電器相并聯。本專利技術的積極效果是通過技術方案，可以只通過調整活塞桿體積與有桿腔有效容積間的比例關系，且無需控制發電機的充電電流的大小，即實現壓縮和拉伸兩個行程阻尼力的設計要求，并且省略了現有技術中對發電機充電負載的切換；其結構簡單，零部件少，便于制造，可靠性高；易于滿足傳統減振器的阻尼特性要求(如普通汽車懸架減振器)；電能存儲更加進一步簡化，亦可開發具有可變阻尼功能的減振器。附圖說明圖1為本專利技術的工作方框圖。圖2為本專利技術能量收集式減振器中單邊結構示意圖。圖3為本專利技術能量收集式減振器中雙邊結構示意圖。圖4為本專利技術能量收集式減振器中能量收集控制系統示意圖。圖5為本專利技術能量收集式減振器中能量收集控制系統的實例。圖中1、振動采集裝置4、能量轉換裝置11、活塞14、無桿腔21、止回單向閥31、蓄能器41、液壓馬達51、電流控制器具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。如圖1和圖2所示，本專利技術涉及的能量收集式減振器，由振動采集裝置1，液壓控制回路2，容積補償裝置3，能量轉換裝置4和能量收集控制系統5構成；所述液壓控制回路2 中，由止回單向閥21和連接管路構成，所述能量轉換裝置4中，由液壓馬達41和發電機42 構成；所述振動采集裝置1中的有桿腔13經連接管路直接與能量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種能量收集式減振器的實現方法，其特征在于，液壓油缸的有桿腔與無桿腔分別與液壓馬達兩端相連，并且在有桿腔與無桿腔之間旁設一個單向導通的開關元件，確定液壓馬達在能量收集式減振器的拉伸行程的轉速，即可實現拉伸行程阻尼力的設計要求。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：靳陽，
申請(專利權)人：靳陽，
類型：發明
國別省市：11