CN102588236A - 一种往复式碾压发电机及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式碾压发电机，属于公路能量回收领域，解决了目前碾压发电装置存在的能量转化连续性很差而造成的能量转化率低的问题。该往复式碾压发电机，包括发电机和与该发电机连接的能量传递装置；该能量传递装置包括由箱形底座和箱盖组成的箱体，与发电机连接且置于箱体内的曲轴，穿过箱盖且与曲轴连接的传动装置；该传动装置主要由连接于箱盖下部的滑道、置于滑道内的滑块、连接滑块与曲轴的连杆、穿过箱盖与滑块连接的支撑杆和设置于箱盖上方并与支撑杆相连的压板组成；所述传动装置为两套。本发明设计巧妙，造价便宜，通过曲柄连杆机构往复运动带动发电机不间断做功，极大地提高了能量转化的效率，具有很高的实用推广价值。

Description

一种往复式碾压发电机及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种发电机，具体地讲，是涉及一种往复式碾压发电机及其应用方法。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的重要资源，经济的发展和人民生活水平的提高，首先要靠能源的发展。现有的常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源；新型能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源；人类工作、生活过程中产生大量无效机械能，例如车辆在行驶时对地面压力可以成为产生能源的条件，如何能够高效地收集这一部分能量，使之成为一种新型的绿色能源也已引起科研工作者的重视。

中国专利ZL200820025030.8号和ZL200820114510.1号分别公开了一种机动车碾压发电装置的设计方案，但均采用了“翘板结构”，而翘板结构主要利用了机动车于行驶中对其的冲击力，能量利用率和转化率过低，实用性不高。中国专利ZL 201020002652.6号公开了一种碾压发电装置的设计方案，采用的是“弹簧齿条结构”，而弹簧齿条结构主要利用了弹性元件储存能量，属于一次性储能，能量转化的连续性很差，以致总体能量转化率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种往复式碾压发电机，解决目前碾压发电装置存在的能量转化连续性很差而造成的能量转化率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种往复式碾压发电机，包括发电机和与该发电机连接的能量传递装置；该能量传递装置包括由箱形底座和箱盖组成的箱体，与发电机连接且置于箱体内并贯穿其两侧的曲轴，以及穿过箱盖且与曲轴连接的传动装置；该传动装置主要由连接于箱盖下部的滑道、置于滑道内的滑块、连接滑块与曲轴的连杆、穿过箱盖与滑块连接的支撑杆和设置于箱盖上方并与支撑杆相连的压板组成；所述传动装置为两套。

为了保证本发明更有效率地运行，所述曲轴的连杆轴颈的数量为两个，且分别位于曲轴的主轴颈的两侧。

进一步地，所述曲轴的连杆轴颈通过配合连接与连杆一端连接；连杆另一端通过销轴连接于滑块；支撑杆一端与滑块连接为一体结构，另一端与压板固定连接；所述滑道为筒状，滑块的大小和形状与滑道的内壁相对应。

更进一步地，所述发电机的转轴上设有从动齿轮，曲轴一端设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合连接；或者曲轴两端均设置主动齿轮，与相应的发电机通过齿轮啮合连接。

为了提高曲轴工作时的稳定性，所述箱形底座内还设置有支撑架，该支撑架下部与箱形底座固为一体，上部通过配合连接与曲轴的主轴颈相连，对其产生支撑作用。

再进一步地，所述压板由承压板制成，其顶部为外凸圆弧形。

为了保证本发明的使用性能，所述压板上还设置有防护盖，该防护盖由软体材料制成，所述防护盖完全覆盖压板并与箱盖密封连接。

以上述往复式碾压发电机为基础，本发明还提供了该往复式碾压发电机的应用方法，包括以下步骤：

（1）在公路路面下设置仓室，将该往复式碾压发电机安装于仓室中，其上部与路面齐平，并将压板设置为沿车辆行进方向排布； 

（2）车辆经过时，车轮先压下第一个凸起的压板，压板向下运动，依次带动相应的支撑杆、滑块、连杆向下运动，通过曲轴把该向下运动转化为旋转运动；

（3）在曲轴的第一个连杆轴颈旋转至下方的过程中，曲轴依次带动主动齿轮、从动齿轮、发电机转轴旋转，发电机内部工作产生电能，同时，曲轴的第二个连杆轴颈逐渐转至上方；

（4）曲轴的第二个连杆轴颈带动相应的连杆向上运动，并依次带动相应的滑块、支撑杆、压板向上运动，使第二个压板凸起，随后该车轮完全经过第一个压板；

（5）该车轮压下第二个压板，重复上述步骤（2）～步骤（4），直至车辆完全经过。

进一步地，所述步骤（1）中，与路面齐平是指压板所能达到的最高位置水平面与最低位置水平面之间的水平面与路面齐平；所述步骤（2）中，所述第一个凸起的压板为车辆行进方向上与车轮距离最近的凸起的压板，相应地，所述第二个压板为车辆行进方向上所述第一个凸起的压板后紧邻的压板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明利用车辆压力和机械结构，将车辆的动能和势能转化机械能，再通过发电机把机械能转化为电能，节省了大量燃料能源，减少了环境污染，绿色环保。

（2）本发明利用曲柄连杆机构使压板做往复运动，保证了能量传递的连续性，大大提高了对能量收集的效率，从而提高了能量的利用率。

（3）本发明设置两套传动装置，通过曲柄连杆机构往复运动带动发电机不间断做功，极大地提高了能量转化的效率。

（4）本发明的曲轴不仅在一端连接有发电机，还可以在两端均连接发电机，从而大大提高发电效率和降低资源占用率。

（5）本发明设置有支撑架，对曲轴的主轴颈进行支撑，保证了曲轴能够准确地绕主轴颈轴心旋转，提高了曲轴的使用寿命和机械能传递的效率。

（6）本发明安装在公路上，为了防止泥土、灰尘落入其内部，还设置有软体材料制成的防护盖，不仅能够保证本发明能够正常工作，还能有效保护本发明内部结构，提高内部各个零部件的使用寿命，从而增加本发明的使用寿命。

（7）本发明设置两块连续排列的压板，并优化压板形状，克服了翘板结构对经过车辆的冲击和颠簸，使车辆经过时更加平稳，从而保证了车辆乘坐人员的舒适性。

（8）本发明在应用时其压板的排布沿车辆行进方向，使车辆经过时能够压过所有压板，有效地保证了本发明能量转化的连续性，进一步提高了能量转化效率。

（9）本发明设计巧妙、结构简单、造价便宜、使用方便、铺设选址灵活，具有很高的实用推广价值。

附图说明

图1为本发明-实施例1的结构示意图。

图2为本发明-实施例2的结构示意图。

图3为图1和图2的A-A面结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-发电机，2-箱形底座，3-箱盖，4-曲轴，5-连杆，6-滑块，7-滑道，8-支撑杆，9-压板，10-防护盖，11-主动齿轮，12-从动齿轮，13-支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1和图3所示，该往复式碾压发电机，包括发电机1和与该发电机连接的能量传递装置；该能量传递装置包括由箱形底座2和箱盖3组成的箱体，与发电机1连接且置于箱体内并贯穿其两侧的曲轴4，以及穿过箱盖3且与曲轴4连接的传动装置；该传动装置主要由连接于箱盖3下部的滑道7、置于滑道7内的滑块6、连接滑块6与曲轴4的连杆5、穿过箱盖3且与滑块6连接的支撑杆8和设置于箱盖3上方并与支撑杆8相连的压板9组成；所述传动装置为两套，为了保证本发明更有效率地运行，相应地，曲轴4的连杆轴颈同样为两个，且两个连杆轴颈分别位于主轴颈的上方和下方。为了保证各零部件正常工作，曲轴4的连杆轴颈通过配合连接与连杆5一端连接；连杆5另一端通过销轴连接于滑块6；支撑杆8一端与滑块6连接为一体结构，另一端与压板9固定连接；滑道7为筒状，滑块6的大小和形状与滑道7的内壁相对应。上述配合连接通常是利用轴颈与轴承间的轴瓦滑动使其二者产生转动效果，这种连接方式属于已经非常成熟的技术，因此在本技术中不再做详细描述。为了提高能量传递的效率，发电机1的转轴上设有从动齿轮12，曲轴4一端设有主动齿轮11，主动齿轮11与从动齿轮12啮合连接。

在本发明正常运作时，箱形底座2的两侧对曲轴4起支撑作用，保证曲轴4能够正常绕其轴心旋转，为了提高曲轴4工作时的稳定性，所述箱形底座2内还设置有支撑架13，该支撑架13下部与箱形底座2固为一体，上部通过配合连接与曲轴4的主轴颈连接，对其产生支撑作用，具体位置是支撑架13上部连接于两个连杆轴颈之间的主轴颈上。

由于本发明安装于路面以下，需要车辆经过压过才能运作，而为了减少车辆经过时产生的冲击和颠簸，保证车辆平稳通过，压板9由承压板制成，优选为二级承压板，其顶部设置为外凸圆弧形结构，为了保证本发明正常工作，两个压板9之间边缘最近的距离不低于10cm。同时，为了保证本发明的使用性能，防止泥土、灰尘落入其内部，在压板9上还设置有防护盖10，该防护盖由软体材料制成，并完全覆盖压板9并与箱盖3密封连接，如此既不影响本发明正常运转，还能有效地提高内部各个零部件的使用寿命，进而增加本发明的使用寿命。为了防止本发明被车辆压坏，根据不同的实际情况，其箱体可以采用不同承压强度的加强型钢材提高耐压性能。

本发明铺设安装选址灵活，在公路路面上均可以安装铺设，从能量收集和投入与产出比方面考虑，通常设置于车流多的街区路口。虽然本发明已经极大地减少了对车辆的冲击与颠簸，但是也不可能完全避免颠簸，为了尽可能降低本发明对乘车民众产生的不适感觉，优选设置于居民小区门口、高速收费站口、繁华街区口、下坡路口等处的减速带下，与减速带结合应用，利用本发明不能完全避免对车辆的颠簸来对车辆进行强制减速，增加了本发明的用途。

上述往复式碾压发电机的应用方法，包括：

（1）在路面下设置仓室，将该往复式碾压发电机安装于仓室中，其上部与路面保持基本齐平，如果同时用作减速带使用，可以将压板设置为略高于路面，另外，将压板设置为沿车辆行进方向排布，以便车辆经过时能够压过所有压板，保证本发明运转的连续性，从而提高能量转化效率；

（2）车辆经过时，车轮先压下第一个凸起的压板，假定初始状态时第一个压板即为凸起的压板，该压板向下运动，依次带动相应的支撑杆、滑块、连杆运动，滑道与滑块相对应的形状保证了该传动装置能够沿滑道向下运动，连杆带动相对应的连杆轴颈运动产生扭矩使曲轴转动，通过曲轴运动把该向下运动转化为旋转运动；

（3）在曲轴的第一个连杆轴颈旋转至下方的过程中，曲轴依次带动主动齿轮、从动齿轮、发电机转轴旋转，发电机内部工作产生电能，同时，曲轴的第二个连杆轴颈逐渐转至上方；

（4）曲轴的第二个连杆轴颈带动相应的连杆向上运动，并依次带动相应的滑块、支撑杆、压板沿滑道向上运动，使第二个压板上升凸起，与之同时，该车轮完全经过第一个压板；

（5）随后该车轮压下第二个压板，重复上述步骤（2）～步骤（4），使发电机工作产生电能并使第一个压板上升凸起，回复初始位置，迎接下一个车轮到来。

综上所述，在车流较多的地方安装应用本发明，即可源源不断地产生的电能，用于其他各处，为国家建设和国民需求作出贡献。

实施例2

如图2和3所示，本实施例与实施例1的区别在于，曲轴4的两端均设置有主动齿轮11，并通过与相应的从动齿轮12啮合连接着两个发电机1。如此设置可以使曲轴4转动时同时带动两个发电机1工作发电，充分利用曲轴4旋转传递的能量，增加了电力产出，大大提高发电效率和降低资源占用率。

另外，针对不同的道路环境或者不同的发电需求，可以灵活选用多个本发明进行组合安装，适用于大多数情况，增加了本发明的适用范围，这里就不一一列举。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。

Claims (10)

1.一种往复式碾压发电机，包括发电机（1），其特征在于，所述发电机（1）连接有能量传递装置；该能量传递装置包括由箱形底座（2）和箱盖（3）组成的箱体，与发电机（1）连接且置于箱体内并贯穿其两侧的曲轴（4），以及穿过箱盖（3）且与曲轴（4）连接的传动装置；该传动装置主要由连接于箱盖（3）下部的滑道（7）、置于滑道（7）内的滑块（6）、连接滑块（6）与曲轴（4）的连杆（5）、穿过箱盖（3）且与滑块（6）连接的支撑杆（8）和设置于箱盖（3）上方并与支撑杆（8）相连的压板（9）组成；所述传动装置为两套。

2.根据权利要求1所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述曲轴（4）的连杆轴颈的数量为两个，且分别位于曲轴（4）的主轴颈的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述曲轴（4）的连杆轴颈通过配合连接与连杆（5）一端连接；连杆（5）另一端通过销轴连接于滑块（6）；支撑杆（8）一端与滑块（6）连接为一体结构，另一端与压板（9）固定连接；所述滑道（7）为筒状，滑块（6）的大小和形状与滑道（7）的内壁相对应。

4.根据权利要求3所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述发电机（1）的转轴上设有从动齿轮（12），曲轴（4）一端设有主动齿轮（11），主动齿轮（11）与从动齿轮（12）啮合连接；或者曲轴（4）两端均设置主动齿轮（11），与相应的发电机（1）通过齿轮啮合连接。

5.根据权利要求4所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述箱形底座（2）内还设置有支撑架（13），该支撑架（13）下部与箱形底座（2）固为一体，上部通过配合连接与曲轴（4）的主轴颈相连。

6.根据权利要求5所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述压板（9）由承压板制成，其顶部为外凸圆弧形。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述压板（9）上还设置有防护盖（10），该防护盖（10）由软体材料制成。

8.根据权利要求7所述的一种往复式碾压发电机，其特征在于，所述防护盖（10）完全覆盖压板（9）并与箱盖（3）封闭连接。

9.一种往复式碾压发电机的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在公路路面下设置仓室，将该往复式碾压发电机安装于仓室中，其上部与路面齐平，并将压板设置为沿车辆行进方向排布；

（2）车辆经过时，车轮先压下第一个凸起的压板，压板向下运动，依次带动相应的支撑杆、滑块、连杆向下运动，通过曲轴把该向下运动转化为旋转运动；

（3）在曲轴的第一个连杆轴颈旋转至下方的过程中，曲轴依次带动主动齿轮、从动齿轮、发电机转轴旋转，发电机内部工作产生电能，同时，曲轴的第二个连杆轴颈逐渐转至上方；

（4）曲轴的第二个连杆轴颈带动相应的连杆向上运动，并依次带动相应的滑块、支撑杆、压板向上运动，使第二个压板凸起，随后该车轮完全经过第一个压板；

（5）该车轮压下第二个压板，重复上述步骤（2）～步骤（4），直至车辆完全经过。

10.根据权利要求9所述的一种往复式碾压发电机的应用方法，其特征在于，所述步骤（1）中，与路面齐平是指压板所能达到的最高位置水平面与最低位置水平面之间的水平面与路面齐平；所述步骤（2）中，所述第一个凸起的压板为车辆行进方向上与车轮距离最近的凸起的压板，相应地，所述第二个压板为车辆行进方向上所述第一个凸起的压板后紧邻的压板。

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