CN103256194A - 一种公交车止刹能量回收装置 - Google Patents

Abstract

一种公交车止刹能量回收装置，在公交车停靠区域的路面上，根据通过公交车的轮距开设两条矩形坑，在坑内配置水力发电机，ECU控制单元，蓄电池，数个水箱和水管等，每个水箱内配置活塞，每个活塞杆竖直向上穿过水箱顶部，顶端与路面压盘相连接，压盘随活塞做竖直的上下运动，该装置具有待机状态和工作状态两种状态：待机状态下，沿公交车行进方向，除第一压盘位于上移高位外，其它压盘位于下移低位，工作状态下，沿公交车行进方向，除公交车即将碾压的压盘位于上移高位外，其它压盘位于下移低位。本装置能有效协助车辆在停靠区域的减速，使其减速平稳，减少震动感，保证乘座舒适感；公交车动能通过该装置有效地转化成电能，起到节能环保的作用。

Description

一种公交车止刹能量回收装置

技术领域

本发明涉及公共交通领域，尤其公交车的止刹停靠。

背景技术

公交车是指在城市道路上循固定路线，有或者无固定班次时刻，承载旅客出行的机动车辆，一般为矩形，车厢数量1至3节不等，沿车辆行驶方向，在车道右侧每间隔一段适当距离就会设置公交车停靠区域，以方便乘客上下车。公交车是最为普遍的一种大众运输工具。

公交车在停靠区域时，一般是通过司机放松油门，脚踩制动踏板通过止刹片实现止刹的。由于城市道路的车况复杂，停靠时，司机往往没有足够的时间充分减速、止刹停稳，刹车通常会比较急，乘客经常会因为惯性较大无法在车厢内站稳，甚至还有可能受伤；同时，急速刹车对车辆的止刹元件损坏的也比较大，刹车时会产生较大的噪音；此外，公交车由于其自重和载重都比较大，止刹时的公交车的动能是相当大的，但是，目前的止刹方式没有很好的把这部分能量回收利用，造成了不小的能源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够在公交车停靠区域协助公交车平稳减速止刹，同时回收公交车动能的止刹能量回收装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种公交车止刹能量回收装置，其特征在于：

在公交车停靠区域的路面上，沿公交车行进方向开设两条平行的长条形坑道，坑道为阶梯坑，每条坑道上覆盖一块活动的盖板，盖板外缘搁置在坑道的台阶面上，其顶部与路面平齐，在每块盖板上并排开设3个大小相等的通孔，两块盖板上的通孔开设位置相同，

在每条坑道内布置水力发电机，控制单元ECU，蓄电池和3个水箱，水箱位于通孔下方，与通孔一一对应，其它部件位于水箱之间的坑底空间内，

水箱内配置活塞，活塞将水箱内腔分隔为上、下两个相互独立的腔室，上腔室与外界连通，下腔室内注满水体，水箱底部开设进水孔和出水孔，进水孔通过进水阀接入水力发电机的出水口，出水孔通过单向出水阀接入水力发电机的进水口，活塞顶部的活塞杆竖直向上伸出水箱顶部，

每个通孔内配置一块与通孔大小相匹配的水平压盘，压盘固定在活塞杆顶部，压盘固定在活塞杆顶部，压盘可在通孔内随活塞杆上、下竖直升降，其上移高位高于盖板，其下移低位与盖板平齐，

二条坑道的6个压盘成二排三列的矩阵排列，沿公交车行进方向，每条坑道的三个压盘顺次为第一压盘，第二压盘和第三压盘，其中：

单个压盘尺寸大于公交车轮胎碾压路面的碾压面尺寸，

同一列压盘中心之间的距离与公交车的轮距相当，

同一排压盘中，第一压盘与第三压盘相对的外侧之间的距离小于公交车的轴距，

每排压盘中，两个相邻压盘间的间距大于等于公交车轮胎碾压路面的碾压面长度，

单向出水阀通过信号线路连接控制单元ECU，控制单元ECU通过控制线路连接单向进水阀，水力发电机电路连接蓄电池，

所述装置具有待机状态和工作状态两种状态：

待机状态下，每条坑道的三个压盘中，除第一压盘位于上移高位外，第二压盘、第三压盘位于下移低位，

工作状态下，沿公交车行进方向，除公交车即将碾压的压盘位于上移高位外，其它压盘位于下移低位。现以单节车厢，两排车轮的公交车为便描述本装置的工作过程：当公交车进入停靠区域准备减速停车时，公交车前轮首先与两排压盘中的第一压盘接触，车辆被抬高，其部分动能将转化为势能；紧接着，前轮开始碾压压盘，车辆重力作用在压盘上，使与压盘相连的活塞杆推动活塞在水箱中向下运动，活塞推动箱内水体通过单向出水阀流入水力发电机进水口，运动的水体推动发电机发电后，ECU控制单元根据第一压盘对应的单向出水阀发出的信号，控制紧邻第一压盘的第二压盘对应的进水阀开启，其它进水阀关闭，从发电机流出的水流入第二压盘对应的水箱，第二压盘升高。

紧接着，前轮压过第二压盘，第三压盘升起，如此继续，直至前轮压过第三压盘时，ECU控制单元控制水流入第一压盘对应的水箱中，第一压盘升起，装置回复待机状态。

当公交车的前轮碾压过整个装置，如果车辆还在继续行驶，后轮继续碾压装置，直至车车辆停稳或者公交车驶离公交站，第一个压盘高出地面，其余压盘顶面与路面平齐，装置回复待机状态。

在整个公交车制动过程中，该装置使车辆减速，平稳将汽车动能转化为电能储存。最终车辆速度明显降低乃至停止，公交车动能通过该装置有效地转化成电能，起到节能环保的作用。

由于同一列压盘中心之间的距离与公交车的轮距相当，公交车在通过停靠区域时，其一根轮轴上的左右两轮正好分别碾压一个压盘，而其他小型车辆经过该停靠区域时，可错开两排压盘，因此装置不会影响小车的通行，避免了能源的浪费。

单个压盘尺寸大于公交车轮胎碾压路面的碾压面尺寸，可保证车轮能完全压在压盘上，充分起到发电，降噪，减震等作用。

同一排压盘中，第一压盘与第三压盘相对的外侧之间的距离小于公交车的轴距，以保证前后轮轴上的车轮不会同时压在压盘上。

每排压盘中，两个相邻压盘间的间距大于等于公交车轮胎碾压路面的碾压面长度，以避免同一车轮同时碾压两个压盘。

所有水箱出水阀与发电机的进水口相连，发电机的出水口与所有水箱的进水阀相连。各进水阀的启闭由ECU控制单元，出水阀开启信号传给ECU，ECU判断，控制其对应的后续水箱进水阀打开，从而保证沿着公交车行驶方向压盘依次升高降低，其中出水阀是单向阀，以防止发电机中的水体倒流。

进一步的，可以在盖板下设置多个支撑立柱或配置支撑底座，支撑立柱或支撑底座坐落在坑底，以起到辅助支撑盖板的作用。

再进一步，压盘在水平面上的投影为方形，在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，其上表面为两侧低中间凸起的拱形，便于车辆平稳的碾压上压盘。

再进一步，在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，压盘上表面的中心比两侧高出4～6cm，当压盘位于上移高位时，压盘上表面的两侧与盖板平齐，当其位于下移低位时，压盘的中心与盖板平齐。

本发明的有益效果在于：

1、能够有效协助车辆在停靠区域的减速，使其减速平稳，减少震动感，保证乘座舒适感；

2、公交车动能通过该装置有效地转化成电能，起到节能环保的作用；

3、不妨碍除公交车外的其它车辆通过，不会给路过的其它车辆造成不便。

附图说明

图1～3为公交车止刹减速时本装置的动作示意图

图4为本装置的连接线路示意图

图5为压盘与轮胎的配合位置示意图

图1～5中：1为压盘，2为路面，3为进水阀，4为单向出水阀，5为水力发电机，6为盖板，601为通孔，7为蓄电池，8为水箱，9为活塞，10为公交车轮胎，ECU为控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

在公交车停靠区域的路面2上，沿公交车行进方向开设两条平行的长条形坑道，坑道为阶梯坑，每条坑道上覆盖一块活动的盖板6，盖板6外缘搁置在坑道的台阶面上，其顶部与路面2平齐，在每块盖板6上并排开设3个大小相等的通孔601，两块盖板6上的通孔601开设位置相同，如图5所示。

在每条坑道内布置水力发电机5，控制单元ECU，蓄电池7和3个水箱8，水箱8位于通孔601下方，与通孔601一一对应，其它部件位于水箱8之间的坑底空间内，如图4所示。

如图1所示，水箱8内配置活塞9，活塞9将水箱8内腔分隔为上、下两个相互独立的腔室，上腔室与外界连通，下腔室内注满水体，水箱8底部开设进水孔和出水孔，进水孔通过进水阀3接入水力发电机5的出水口，出水孔通过单向出水阀4接入水力发电机5的进水口，活塞9顶部的活塞杆竖直向上伸出水箱8顶部。

每个通孔601内配置一块与通孔601大小相匹配的水平压盘1，压盘1固定在活塞杆顶部，压盘1固定在活塞杆顶部。压盘1在水平面上的投影为方形，在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，其上表面为两侧低中间凸起的拱形。在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，压盘1上表面的中心比两侧高出4～6cm，压盘1可上、下竖直的移动，当压盘1位于上移高位时，压盘1上表面的两侧与盖板6平齐，当其位于下移低位时，压盘1的中心与盖板6平齐。

如图5所示，二条坑道的6个压盘1成二排三列的矩阵排列，沿公交车行进方向，每条坑道的三个压盘顺次为第一压盘，第二压盘和第三压盘，其中：

单个压盘1尺寸大于公交车轮胎10碾压路面的碾压面尺寸，

同一列压盘1中心之间的距离L1与公交车的轮距相当，

同一排压盘1中，第一压盘与第三压盘相对的外侧之间的距离L2小于公交车的轴距L3，

每排压盘1中，两个相邻压盘1间的间距L4大于等于公交车轮胎10碾压路面的碾压面长度，

单向出水阀4通过信号线路连接控制单元ECU，控制单元ECU通过控制线路连接单向进水阀3，水力发电机5电路连接蓄电池7，图4中为显示清楚，仅画出了一路进水阀3、单向出水阀4与控制单元ECU的连接电路，如图中虚线所示。

所述装置具有待机状态和工作状态两种状态：

待机状态下，每条坑道的三个压盘中，除第一压盘位于上移高位外，第二压盘、第三压盘位于下移低位，

工作状态下，沿公交车行进方向，除公交车即将碾压的压盘位于上移高位外，其它压盘位于下移低位。

现以单节车厢、两排车轮的公交车为便描述本装置的工作过程：如图1所示，当公交车进入停靠区域准备减速停车时，公交车前轮首先与两排压盘中的第一压盘接触，车辆被抬高，其部分动能将转化为势能；紧接着，前轮开始碾压第一压盘，车辆重力作用在第一压盘上，使与第一压盘相连的活塞杆推动活塞在水箱中向下运动，活塞推动箱内水体通过单向出水阀流入水力发电机进水口，运动的水体推动发电机发电后，ECU控制单元根据第一压盘对应的单向出水阀发出的信号，控制第二压盘对应的进水阀开启，其它进水阀关闭，从发电机流出的水流入第二压盘对应的水箱，第二压盘升高，如图1所示。

紧接着，前轮压过第二压盘，第三压盘升起，如此继续，直至前轮压过第三压盘时，ECU控制单元控制水流入第一压盘对应的水箱中，第一压盘升起，装置回复待机状态，如图3所示。

当公交车的前轮碾压过整个装置，如果车辆还在继续行驶，后轮继续碾压装置，直至车车辆停稳或者公交车驶离公交站，第一个压盘高出地面，其余压盘顶面与路面平齐，装置回复待机状态。

在整个公交车制动过程中，该装置使车辆减速，平稳将汽车动能转化为电能储存。最终车辆速度明显降低乃至停止，公交车动能通过该装置有效地转化成电能，起到节能环保的作用。

Claims (4)

1.一种公交车止刹能量回收装置，其特征在于：

在公交车停靠区域的路面（2）上，沿公交车行进方向开设两条平行的长条形坑道，坑道为阶梯坑，每条坑道上覆盖一块活动的盖板（6），盖板（6）外缘搁置在坑道的台阶面上，其顶部与路面（2）平齐，在每块盖板（6）上并排开设3个大小相等的通孔（601），两块盖板（6）上的通孔（601）开设位置相同，

在每条坑道内布置水力发电机（5），控制单元（ECU），蓄电池（7）和3个水箱（8），水箱（8）位于通孔（601）下方，与通孔（601）一一对应，其它部件位于水箱（8）之间的坑底空间内，

水箱（8）内配置活塞（9），活塞（9）将水箱（8）内腔分隔为上、下两个相互独立的腔室，上腔室与外界连通，下腔室内注满水体，水箱（8）底部开设进水孔和出水孔，进水孔通过进水阀（3）接入水力发电机（5）的出水口，出水孔通过单向出水阀（4）接入水力发电机（5）的进水口，活塞（9）顶部的活塞杆竖直向上伸出水箱（8）顶部，

每个通孔（601）内配置一块与通孔（601）大小相匹配的水平压盘（1），压盘（1）固定在活塞杆顶部，压盘（1）固定在活塞杆顶部，压盘（1）可在通孔（601）内随活塞杆上、下竖直升降，其上移高位高于盖板（6），其下移低位与盖板（6）平齐，

二条坑道的6个压盘（1）成二排三列的矩阵排列，沿公交车行进方向，每条坑道的三个压盘顺次为第一压盘，第二压盘和第三压盘，其中：单个压盘（1）尺寸大于公交车轮胎（10）碾压路面的碾压面尺寸，

同一列压盘（1）中心之间的距离与公交车的轮距相当，

同一排压盘（1）中，第一压盘与第三压盘相对的外侧之间的距离小于公交车的轴距，

每排压盘（1）中，两个相邻压盘（1）间的间距大于等于公交车轮胎（10）碾压路面的碾压面长度，

单向出水阀（4）通过信号线路连接控制单元（ECU），控制单元（ECU）通过控制线路连接单向进水阀（3），水力发电机（5）电路连接蓄电池（7），

所述装置具有待机状态和工作状态两种状态：

待机状态下，每条坑道的三个压盘中，除第一压盘位于上移高位外，第二压盘、第三压盘位于下移低位，

工作状态下，沿公交车行进方向，除公交车即将碾压的压盘位于上移高位外，其它压盘位于下移低位。

2.根据权利要求1所述的公交车止刹能量回收装置，其特征在于：所述盖板（6）下设置多个支撑立柱或配置支撑底座，支撑立柱或支撑底座坐落在坑底。

3.根据权利要求1所述的公交车止刹能量回收装置，其特征在于：所述压盘（1）在水平面上的投影为方形，在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，其上表面为两侧低中间凸起的拱形。

4.根据权利要求3所述的公交车止刹能量回收装置，其特征在于：在与公交车行进方向平行的垂直投影面上，压盘（1）上表面的中心比两侧高出4～6cm，当压盘（1）位于上移高位时，压盘（1）上表面的两侧与盖板（6）平齐，当其位于下移低位时，压盘（1）的中心与盖板（6）平齐。

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