阅读说明：本技术 减震器 (Shock absorber ) 是由 吴戍戌 王守仁 刘文涛 王高琦 温道胜 于琪琪 李金坤 于 2019-12-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种减震器,包括：架体；缓冲部件；圆柱齿轮；一对主动锥齿轮；从动锥齿轮；发电机组。基于本发明的减震器结构相对紧凑,且能够保证电机驱动连续性。(The invention discloses a shock absorber, comprising: a frame body; a buffer member; a cylindrical gear; a pair of drive bevel gears; a driven bevel gear; and (4) a generator set. The shock absorber based on the invention has a relatively compact structure and can ensure the continuity of motor drive.)

减震器

技术领域

本发明涉及一种减震器。

背景技术

减震器是指通过抑制弹簧吸震后反弹时的震荡来缓解冲击的装置，其主要作用是改善所应用于设备的抗冲击性能。

传统的减震器主要是机械减震器，利用弹簧吸震后的震荡缓解设备所受到的冲击，弹簧在震荡过程中逐渐的将机械能转换成热能而耗散。随着化石能源的逐渐枯竭，新能源的产业应用无法满足产业要求，开源节流是当前应对能源危机的主要方向，而将减震器所吸机械能转换成期望的其他能量形式也是产生能源的一个方向。

由于减震器所吸能量的波形具有极大的无规律性，转换成其他能量形式之后的应用本身相对比较困难，例如转换成机械能，其无规律性使这些机械能的应用存在很大的不可实施性。因此，当前针对减震器所转换至的能量形式主要是电能，电能属于某种程度上的流，在无负载的条件下，电流的不稳定所产生的冲击是可被有效的消除的。

中国专利文献CN209654176U公开了一种减震发电装置，其在一个减震主体内安装有弹簧总成，弹簧总成的支撑杆通过固定杆连接齿条，一链轮与一齿轮同轴，该齿轮与所述齿条啮合，链轮构成链传动机构中的主动轮，链传动机构中的从动链轮则与发电机飞轮同轴。作为机械领域的常识，飞轮具有比较大的转动惯量，换言之，对其驱动难以在较短的时间内获得较大的角速度，而减震的波动性周期短，能量小，对飞轮的驱动往往会产生链传动机构的较大的刚性冲击，而无助于对飞轮产生连续的驱动。此外，其固定杆与齿条的连接跨距较大，驱动能力本身就比较差，并且整个设备的紧凑性相对较差。

相对而言，如中国专利文献CN109973575A，其公开了一种弹簧发电式减震器，其尺寸规格在整体上与常规的弹簧式减震器大致相当，发电原理则是在用于约束弹簧的支撑架上设置若干压电片，而在弹簧上设置质量块，借助于弹簧因缓冲产生节距变化时弹簧上附着的质量块与压电片产生压力，使压电片产生形变而发电。为了保证装配的可靠性，质量块需要焊接在弹簧上，焊接会导致弹簧钢产生变性，使焊接质量块的部分硬而脆，极易产生疲劳断裂。此外，由于该专利文献所公开的发电原理是压电片受力变形而致发电，并且均匀的排列压电片，然而，弹簧变形通常是节距的均匀变形，这也会导致不同匝间位移量并不相同，均匀排列压电片实质缺少实用性，压电片的变形不可控。

发明人认为过于考虑紧凑性，不可避免的会导致实现难度加大。中国专利文献CN109707580A公开了一种车载减震系统，其发电原理是由减震油缸的活塞杆带动两个棘轮机构，两个棘轮机构将动能传递给交流发电机，两个棘轮机构中的一个用于在活塞杆向一个方向运动时的动能转换，另一个则在活塞杆回程时进行动能转换，两个棘轮机构间有一定的跨距，且布置在活塞杆的同一侧，受安装方式和运动方向的限制，该种结构需要配置两个交流发电机，整体紧凑性较差，并且不能保证交流电机驱动的连续性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构相对紧凑，且能够保证电机驱动连续性的减震器。

在本发明的实施例中，提供一种减震器，在该减震器的减震方向上具有第一端和与该第一端相对的第二端，所述减震器包括：

架体，该架体的第一端设有第一端连接部，第二端具有导引部；

导杆，该导杆的第一端经由所述导引部介入到所述架体，介入到架体内的部分具有齿条段，导杆的第二端则具有第二端连接部；

缓冲部件，安装在导杆第二端与架体第二端间，用于导杆向第一端侧移动时的缓冲；

圆柱齿轮，位于所述架体内，并与所述齿条啮合；

一对主动锥齿轮，与所述圆柱齿轮共用一齿轮轴，且分居于圆柱齿轮的两侧，齿廓相对；两主动锥齿轮通过超越离合器安装在齿轮轴上，相应两超越离合器的离合方向相反；

从动锥齿轮，介于两主动锥齿轮间，并分别与两主动锥齿轮啮合；

发电机组，固定在所述架体上的该发电机组的输入轴构成所述从动锥齿轮的从动锥齿轮轴。

可选地，所述架体为一箱体，相应地，导杆与导引部间形成动密封。

可选地，所述导引部配有直线轴承；

导引部内设有密封组件，该密封组件包括一轴封，以及分居于轴封两侧的各一个防尘圈。

可选地，箱体相对的侧板上开有轴承座孔，用于齿轮轴的支承。

可选地，减震方向与齿轮轴的轴向确定出基准面，所述从动锥齿轮轴的轴向与所述基准面垂直。

可选地，导杆的第二端安装有或者形成有一托盘，该托盘用于支撑所述缓冲部件。

可选地，缓冲部件为弹簧；

相应地，在托盘上开有环槽，以定位弹簧的第二端。

可选地，导引部的第一端具有一法兰盘，以通过法兰连接结构与所述架体间连接。

可选地，第一端连接部和第二端连接部均为耳环。

可选地，主动锥齿轮与从动锥齿轮间的传动比为1.5:1。

在本发明的实施例中，在一齿轮轴上安装有一个圆柱齿轮和一对主动锥齿轮，相应两主动锥齿轮通过超越离合器安装在齿轮轴上，并且两超越离合器的离合方向相反，当圆柱齿轮受到驱动，从而带动齿轮轴转动时，两主动锥齿轮也随之转动，但由于离合方向相反，与两主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮在同一时刻只能由一主动锥齿轮所驱动。在此条件下，适配于减震器的导杆的往复运动，两主动锥齿轮分时驱动从动锥齿轮，往复运动条件下，两主动锥齿轮对从动锥齿轮的驱动方向相同，从而能够保证对从动锥齿轮的连续驱动。而从动锥齿轮的齿轮轴为发电机组的电机轴，从而能够对发电机进行连续驱动。此外，配置在一个轴上的三个齿轮，以及从动齿轮，在布局上相对也比较紧凑。

附图说明

图1为一实施例中减震器立体结构局剖示意图。

图2为一实施例中箱体结构示意图。

图3为一实施例中减震器左剖结构示意图。

图4为一实施例中减震器主视局剖结构示意图。

图中：1.下耳环，2.托盘，3.弹簧，4.座板，5.发电机组，6.齿轮轴，7.第一主动锥齿轮，8.第二主动锥齿轮，9.上耳环，10.箱体，11.座孔，12.导套，13.装配孔，14.连接杆，15.定位环槽，16.导杆，17.直线轴承，18.固定板，19.第一超越离合器，20.第二超越离合器，21.圆柱齿轮，22.齿条段，23.电机轴，24.从动锥齿轮。

具体实施方式

超越离合器又称单向轴承，相比于同规格普通轴承，单向轴承个体稍大，装配方式稍有差异，普通轴承主要用于提供支承，而超越离合器除了提供支承，还用于提供单向传动。

下面先对本发明的原理进行详细说明：

超越离合器的单向驱动性在于其在驱动方向上转动时可以传递扭矩，此时处于接合状态，而在反方向转动时，不能传递扭矩，此时处于分离状态，其原理属于机械领域的一般常识，在此仅指出其用于实现本发明目的的相应功能部分。

进而，参照说明书附图1、3和4，图中可见，齿轮轴6上装配有三个齿轮，包括位于中间并与齿条段22啮合的圆柱齿轮21和位于圆柱齿轮21两侧的各一个主动锥齿轮，即图中所示的第一主动锥齿轮7和第二主动锥齿轮8。其中第一主动锥齿轮7通过第一超越离合器19安装在齿轮轴6上，相应地，第二主动锥齿轮8通过第二超越离合器20安装在齿轮轴6上，并且装配时，两个超越离合器的驱动方向相反，驱动方向即相应于超越离合器的离合方向，换言之，当齿轮轴6顺时针转动时，必然只有一个主动锥齿轮具有驱动能力，另一个处于滑脱状态。

在图3所示的结构中，齿轮轴6位于前侧，当齿条段22向上运动时，齿轮轴6逆时针转动，假定此时第一超越离合器19工作，即处于接合状态，能够对从动锥齿轮24产生驱动，而第二超越离合器20处于分离状态，第二主动锥齿轮8不能对从动锥齿轮24产生驱动，此时逆时针转动的第一超越离合器19带动第一主动锥齿轮7，从而对从动锥齿轮24产生的是顺时针方向的驱动。

当齿条段22回程时，即齿条段22下行时，必然第一超越离合器19处于分离状态，第二超越离合器20处于接合状态，在此条件下，对从动锥齿轮24产生驱动的是第二主动锥齿轮8，此时第二主动锥齿轮8产生的运动方向基于齿条段22的下行应是顺时针转动，参见图4，此时第二主动锥齿轮8对从动锥齿轮24的驱动也是顺时针驱动。

通过以上的描述可知，齿条段22的往复运动基于一对超越离合器的分合，以及从动锥齿轮24介于两主动锥齿轮之间这些条件，能够对从动锥齿轮24产生连续的单向驱动。

而齿轮传动机构属于机械领域结构相对紧凑的传动机构，使得能够发电的减震器具有相对紧凑的个体。

基于以上的原理，并参见说明书附图1、3和4所示的示例中减震器应具备以下配置：

首先关于方位，在大多数的应用中，减震器在竖直方向上进行减震，但在一些特殊的应用中，减震器可能会被横置，斜置，不过可以确定的是，无论哪种减震方式，通常会基于产生振动的方向进行减震，减震器的减震方向与产生振动的合力的方向一致。在此条件下，使用减震器的减震方向来描述减震器，确定第一参考系，即减震器的减震方向，也可以理解为基准方向。

为了描述方便，参见图1、图3和图4，可以使用上下方向来表示减震方向，并不影响本领域技术人员的正确理解。

作为基础方位，定义减震器在其减震方向上具有第一端和与该第一端相对的第二端，其中，第一端为反向于产生震动的震动合力方向的一端，第二端为震动合力作用于减震器的受力端。

进而，所述减震器包括架体、导杆16、缓冲部件、圆柱齿轮21、一对主动锥齿轮、从动锥齿轮24和发电机组5，其中，架体在图1中是一个箱体结构，即图中所示的箱体10。对于减震器而言，在一些应用中，工况相对恶劣，例如对车辆的减震，其包含于车辆的悬挂系统，车辆行进过程中卷起的灰尘等需要被隔离在齿轮组之外，箱体10提供一个相对密闭的环境，以对齿轮组进行有效保护。在一些应用中，工况相对较佳，可以不必为齿轮组提供相应的保护，例如在洁净厂房内的一些的减震。

图2中作为架体的箱体10的上端，即第一端，设有上耳环9，为减震器与通常的例如车架间的装配部。

图1中的上耳环9，以及下耳环1适应于减震器的大多数应用，耳环所提供的通常是圆柱铰链孔，通过铰轴构建圆柱铰链。

在一些实施例中，减震器的两个外接铰接点中的一个会采用球铰链，这属于本领域的一般常识，在此不再赘述。

另，参见说明书附图2，图中在箱体10的座板4上设有导套12，也可以是一个底孔，在图3所示的结构中，在座板4的下侧通过固定板18与所述导套12或底孔对位地安装有一直线轴承17，如此形成导引部，以对减震器中的直动部件在减震方向上进行导引。

一般而言，减震器中的直动部件为杆件，如图3中所示的导杆16，如前所述，直动部件含有另外一个耳环，即图1中所示的下耳环1，具体是导杆16本体为杆件，下端设有一个下耳环1。

导杆16的第一端经由所述导引部介入到所述架体，在例如图3所示的结构中，导杆16的上端经由直线轴承17介入到架体，介入到架体内的部分具有齿条段22，该齿条段即与前述的圆柱齿轮相啮合。

对于减震器，其缓冲在本发明的实施例中包含两个部分，其一是基于发电机组5阻力矩的阻尼，另一则是图3中所示弹簧3的缓冲。

对于单纯的缓冲部件，除了弹簧3外，还可以使用橡胶，尤其是对缓冲面相对较大的应用，通常使用橡胶块进行缓冲。

作为缓冲部件，其必然需要设置在相向运动以产生减震的部件之间，在本发明的实施例中，相向运动的部件即图3中所示的导杆16的下端与箱体10，具体地，图中，弹簧3顶持在固定板18与托盘2之间，其中托盘2焊接在导杆16的下端，固定板18则用于直线轴承17在座板4上的装配。

当采用弹簧3时，例如图1，以及图3中所示的直线轴承的外柱面构成弹簧3的弹簧导柱，整体紧凑性好，并且弹簧3的运动性相对较好。

进一步地，当采用弹簧3时，如图3中用于支撑弹簧3下端的托盘2上开有定位环槽15，以确保弹簧3的支撑稳定性。

对于固定板18，其整体上可以是一个法兰，在图2所示的结构中可见，座板4上开有装配孔13，固定板18通过法兰连接的方式固定在座板4上。

对于前述的圆柱齿轮21，其可以选用直齿轮，也可以选用斜齿轮，在一些实施例中还可以选择人字斜齿轮。

对于齿轮轴6上三个齿轮之间的装配关系，在前文中已经述及，两个主动锥齿轮的间距除了需满足圆柱齿轮21的装配外，还需要适配从动锥齿轮24的大小，以确定合适的传动比。

关于所述传动比，优选地，主动锥齿轮与从动锥齿轮间的传动比为1.5:1，既满足合适的装配空间，也满足发电机组的驱动性能。

关于发电机组5，其在图中包含一个发电机，发电机的电机轴23作为从动锥齿轮24的齿轮轴，属于直动式的发电机。发电机组5在图4中可见，其左端设有两个接线柱，以用于外接负载或者蓄电池。

在前述的描述中指出，所述架体优选为一箱体10，箱体10可以提供相对密闭的环境，保证齿轮组的可靠运行。不过相关部件存在一些可动部件，如导杆16介入到箱体10，需要对介入部分进行密封，相应地，导杆10与导引部间形成动密封。

优选地，所述导引部配有直线轴承17，直线轴承17配有管套结构，适于配置密封件，在一些实施例中，在相应的管套内设置密封组件，具体是，该密封组件包括一轴封，以及分居于轴封两侧的各一个防尘圈。

对于导杆16的下行限位，一般在导杆16介入到箱体内的部分设置一圆螺母或者其他的限位结构，如挡销，在导杆16穿入箱体10后，使用例如圆螺母产生回程约束止位，避免导杆16过行程而脱出。

在一些实施例中，箱体10在相对的侧板上开有轴承座孔，用于齿轮轴6的支承。

在一些实施例中，对齿轮轴6的支承部分可以设置在箱体10内，构成轴承座，以利于密封。

在一些实施例中，适配于所述轴承座孔，可以有效的减小对箱体10内空间的占用，使箱体10的整体尺寸相对紧凑。

由于不必考虑动力的输出，齿轮轴6可以使用轴承端盖进行密封。

在图1所示的结构中，减震方向与齿轮轴6的轴向确定出基准面，该基准面在多数的应用中多是竖直面，所述从动锥齿轮轴的轴向与所述基准面垂直，可以减少发电机组5的装配干涉。