CN103174614B - 利用地铁闸机收集能量的发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种收集能量发电技术领域的利用地铁闸机收集能量的发电装置，包括设置于闸机内的若干组发电组件以及与之活动配合的凸轮组件；凸轮组件包括：主轴、定位凸轮、定位杆和复位齿条，定位凸轮设置于主轴上，定位杆与定位凸轮滚动接触，复位齿条的两端分别与闸机内壁和定位杆相连并与发电机组件相啮合，根据定位杆带动复位齿条实现往复运动。本发明不改变现有闸机的基本结构，添加若干部件实现发电功能，结构简单，可以迅速投入生产，装置寿命长，且绿色环保，无需任何代价就能收集电能，适用于地铁闸机系统，或者以此为基础为地铁站提供手机充电等服务设施。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种收集能量发电技术领域的装置，具体是一种利用地铁闸机收集能量的发电装置。
背景技术
地铁是解决城市交通拥挤的强力工具，在北京、上海，每天都有上百万人次的通行量，随着我国城市化的发展，膨胀的人口让更多的城市选择地铁作为公共交通工具。三辊闸机是当下使用量比较大的一种地铁闸机，闸机工作时，用手推动闸杆，闸杆转动，人即可通过，人通过后，机械复位结构随后将闸杆恢复到锁定状态。上海每天地铁的客运量可达几百万人次，如此庞大的能量现在没有得到有效地收集与利用，都白白地浪费掉了。
经过对现有技术进行文献检索发现，中国专利文献号CN201884227U公告日2011-06-29，记载了一种利用人员出入口三辊闸机发电的装置，如图1所示，利用人员通过闸机时,推动闸机转辊转动,转辊末端的套筒叉通过万向节使棘爪和棘轮转动,棘轮将转动通过三级增速齿轮传递到主齿轮,使杯形飞轮带动稀土磁环一起高速转动,感应线圈快速切割磁力线,发出电流,供当地站点使用。当人员通过后,发电系统借助惯性仍然保持转动状态,不会因为棘爪的停止而阻止发电过程的进行。待下一人员通过闸机时,棘爪再次带动棘轮旋转,通过传动增速,使发电装置持续工作。
但该装置的缺陷为：1、机械结构过于冗杂繁琐，会使得人员通过时阻力过大；2、装置占用空间过大，笨拙不便；3、安装的时候，需要对已有闸机结构进行较大的改造和调整，降低了安装可行性；4、传动环节过多，增加机械磨损和能量损耗。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种利用地铁闸机收集能量的发电装置，能够解决现有技术中的闸机发电装置结构复杂，损坏不易修理的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：设置于闸机内的若干组发电组件以及与之活动配合的凸轮组件。
所述的凸轮组件包括：主轴、定位凸轮、定位杆和复位齿条，其中：定位凸轮设置于主轴上，定位杆与定位凸轮滚动接触，复位齿条的两端分别与闸机内壁和定位杆相连并与发电组件相啮合，根据定位杆带动复位齿条实现往复运动。
所述的定位凸轮为多边形中心对称结构，其多边形个数与闸机的隔离杆个数相匹配。
所述的定位凸轮优选为等边三角形结构，该等边三角形的三个顶角均为圆弧设置。
所述的滚动接触通过设置于定位杆顶部的滚轮实现，该滚轮与定位凸轮相接触。
所述的复位齿条包括：复位弹簧以及啮合齿条，其中：复位弹簧的两端分别与闸机内壁和啮合齿条相连，啮合齿条与定位杆相连并与发电组件中的双层主动轮相啮合。
所述的发电组件包括：双层主动轮以及同轴设置的过渡齿轮、转子组件和定子组件，其中：双层主动轮分别与凸轮组件和过渡齿轮的一侧相啮合，过渡齿轮的另一侧与转子组件相啮合，通过转子组件与定子组件的相对旋转实现发电。
所述的双层主动轮包括：位于中心的主动啮合齿以及位于外围的传动啮合齿。
所述的转子组件包括：同轴设置且固定连接的飞轮环以及环形磁铁，其中：飞轮环内部设有与过渡齿轮相啮合的齿圈。
所述的过渡齿轮包括：分别与双层主动轮和飞轮环相啮合的中心齿轮和棘爪，其中：两个相对设置的棘爪分别通过连接片与中心齿轮固定连接。
所述的定子组件包括：同轴设置的两个导磁铁芯和位于其内部的一对带有线圈的线圈隔离盘，其中：线圈绕制在两隔离线圈隔离盘中。
有益效果
与现有技术相比，本发明不改变现有闸机的基本结构，添加若干部件实现发电功能，结构简单，可以迅速投入生产，装置寿命长，且绿色环保，无需任何代价就能收集电能，适用于地铁闸机系统，或者以此为基础为地铁站提供手机充电等服务设施。
附图说明
图1为现有技术示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明发电组件的结构示意图；
图4为本发明定位凸轮的结构示意图；
图5为本发明发电组件的左视图；
图6为本发明铁芯组件的结构示意图；
图7为本发明铁芯组件组合时的结构示意图；
图中：发电组件1、凸轮组件2、双层主动轮11、过度齿轮12、转子组件13、定子组件14、主轴21、定位凸轮22、定位杆23、复位齿条24、滚轮25、主动啮合齿111、传动啮合齿112、中心齿轮121、棘爪122、连接片123、飞轮环131、环形磁铁132、导磁铁芯141、线圈隔离盘142、线圈143、复位弹簧241、啮合齿条242。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图2所示，本实施例包括：设置于闸机内的若干组发电组件1以及与之活动配合的凸轮组件2。
所述的凸轮组件2包括：主轴21、定位凸轮22、定位杆23和复位齿条24，其中：定位凸轮22设置于主轴21上，定位杆23与定位凸轮22滚动接触，复位齿条24的两端分别与闸机内壁和定位杆23相连并与发电组件1相啮合，根据定位杆23带动复位齿条24实现往复运动。
所述的定位凸轮22为多边形中心对称结构，其多边形个数与闸机的隔离杆个数相匹配。
所述的定位凸轮22优选为等边三角形结构，该等边三角形的三个顶角均为圆弧设置。
所述的滚动接触通过设置于定位杆23顶部的滚轮25实现，该滚轮25与定位凸轮22相接触。
所述的复位齿条24包括：复位弹簧241以及啮合齿条242，其中：复位弹簧241的两端分别与闸机内壁和啮合齿条242相连，啮合齿条242与定位杆23相连并与发电组件1中的双层主动轮11相啮合。
所述的发电组件1至少有一组设置在闸机的左侧，为了增加发电效率在不影响闸机原有机构的基础上可以对称设置两组发电组件或者Y型设置三组发电组件。
如图3所示，所述的发电组件1包括：双层主动轮11以及同轴设置的过渡齿轮12、转子组件13和定子组件14，其中：双层主动轮11分别与凸轮组件2和过渡齿轮12的一侧相啮合，过渡齿轮12的另一侧与转子组件13相啮合，通过转子组件13与定子组件14的相对旋转实现发电。
所述的双层主动轮11包括：位于中心的主动啮合齿111以及位于外围的传动啮合齿112。
所述的转子组件13包括：同轴设置且固定连接的飞轮环131以及环形磁铁132，其中：飞轮环131内部设有与过渡齿轮12相啮合的齿圈。
所述的过渡齿轮12包括：分别与双层主动轮11和飞轮环131相啮合的中心齿轮121和棘爪122，其中：两个相对设置的棘爪122分别通过连接片123与中心齿轮121固定连接。
所述的定子组件14包括：同轴设置的两个导磁铁芯141和位于其内部的一对带有线圈143的线圈隔离盘142，其中：线圈143绕制在两隔离线圈隔离盘142中。
如图4和图5所示，当乘客经过三辊闸机时，主轴21带动定位凸轮22转动，定位凸轮22转动时，其凸出部挤压定位杆23，使定位杆23发生位移，又因为定位杆23与复位齿条24相连，复位齿条24内的复位弹簧241被挤压，当定位凸轮22逐渐转动到凹陷部时，复位弹簧241的弹力将复位齿条24和定位杆23弹回原位置，这样主轴21每转动一次，与定位杆23连接的复位齿条24就需要往复运动一次。复位齿条24位于发电组件1中的双层主动轮11中的主动啮合齿111上方，并与其啮合。双层主动轮11上还设有传动啮合齿112，传动啮合齿112与过度齿轮12中的中心齿轮121相互啮合，过度齿轮12内还包括棘爪122和连接片123，中心齿轮121与连接片123固定连接，转子组件13设有飞轮环131和环形磁铁132，飞轮环131与棘爪122通过连接片123构成一体，飞轮环131内嵌装有环形磁铁132，定子组件14内设有导磁铁芯141和线圈隔离盘142，复位齿条24随着定位杆23的推动做反复运动，复位齿条24上的齿推动双层主动轮11上的传动啮合齿112进而带动过度齿轮12中的中心齿轮121转动。由于中心齿轮121与连接片123连接，继而又带动连接片123上的棘爪122，棘爪122又推动飞轮环131，当飞轮环131转动时，环形磁铁132也随之转动，环形磁铁132的磁力线在导磁铁芯141的作用下，导致通过缠绕在线圈隔离盘142之间的线圈143的磁通量不断变化，从而在线圈143中产生电流，最后在接上电能收集设备，如蓄电池等辅助电力设备，就可以收集闸机产生的电能。
Claims (9)
1.一种利用地铁闸机收集能量的发电装置，其特征在于，包括：设置于闸机内的若干组发电组件以及与之活动配合的凸轮组件；
所述的凸轮组件包括：主轴、定位凸轮、定位杆和复位齿条，其中：定位凸轮设置于主轴上，定位杆与定位凸轮滚动接触，复位齿条的两端分别与闸机内壁和定位杆相连并与发电组件相啮合，根据定位杆带动复位齿条实现往复运动；
所述的发电组件包括：双层主动轮以及同轴设置的过渡齿轮、转子组件和定子组件，其中：双层主动轮分别与凸轮组件和过渡齿轮的一侧相啮合，过渡齿轮的另一侧与转子组件相啮合，通过转子组件与定子组件的相对旋转实现发电。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的定位凸轮为多边形中心对称结构，其多边形个数与闸机的隔离杆个数相匹配。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，所述的定位凸轮为等边三角形结构，该等边三角形的三个顶角均为圆弧设置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的滚动接触通过设置于定位杆顶部的滚轮实现，该滚轮与定位凸轮相接触。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的复位齿条包括：复位弹簧以及啮合齿条，其中：复位弹簧的两端分别与闸机内壁和啮合齿条相连，啮合齿条与定位杆相连并与发电组件中的双层主动轮相啮合。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的双层主动轮包括：位于中心的主动啮合齿以及位于外围的传动啮合齿。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的转子组件包括：同轴设置且固定连接的飞轮环以及环形磁铁，其中：飞轮环内部设有与过渡齿轮相啮合的齿圈。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的过渡齿轮包括：分别与双层主动轮和飞轮环相啮合的中心齿轮和棘爪，其中：两个相对设置的棘爪分别通过连接片与中心齿轮固定连接。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的定子组件包括：同轴设置的两个导磁铁芯和位于其内部的一对带有线圈的线圈隔离盘，其中：线圈绕制在两隔离线圈隔离盘中。
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