CN103470459A

CN103470459A - 一种利用减速带的能量回收装置

Info

Publication number: CN103470459A
Application number: CN2013104250444A
Authority: CN
Inventors: 唐智; 陈雯; 周申华; 刘志辉; 石熠; 沈伟斌; 杨帅
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: CN103470459B

Abstract

本发明涉及一种利用减速带的能量回收装置，包括能量收集部分和能量稳定释放部分，所述能量收集部分包括通过弹簧安装在路面上的减速带，所述减速带下方镂空装配一长条气囊，所述减速带与所述气囊之间通过一对压板连接传动，所述压板通过铰链与地面连接；所述气囊两端各连接一气动单向阀，出气一侧的单向阀连接所述能量稳定释放部分。本发明能够将能量收集后稳定释放，且有适当的装置保护系统的公路减速带发电装置。

Description

一种利用减速带的能量回收装置

技术领域

本发明涉及一种能量回收装置，特别是涉及一种利用减速带的能量回收装置。

背景技术

减速带也叫减速垄，是安装在公路上使经过的车辆减速的交通设施，一般以黄色黑色相间以引起视觉注意，使路面稍微拱起以达到车辆减速目的，通常设置在公路道口、工矿企业、学校、住宅小区入口等需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，是用于减速机动车、非机动车行使速度的新型交通专用安全设置。减速带很大程度减少了各交通要道口的事故发生，是交通安全的新型专用设施。汽车在行驶中既安全又起到缓冲减速目的，提高交通道口的安全。

在汽车通过减速带的过程中，会消耗一定的能量，将这些能量收集起来，可以再次利用，且累积起来的能量相当可观。

中国专利：公开号为CN101649821A公开了一种减速带发电装置，该装置仍存在较大的缺点，制约了产品的市场化，主要的不足有：

1.结构较为复杂，零部件数量众多。众所周知，能量的传递会消耗能量，结构越复杂，传动步骤越多，则能量收集的过程中损耗的能量越多，而且结构的复杂会造成生产成本的增加，制约产品市场化。另一方面，由于机构的复杂，势必装置的体积会增大，又由于减速带下方本身空间的有限，改造路面空间又需要较大的成本，因此制约了此类发明的应用。

2.对装置缺少保护。由于车辆的体积重量的不同，不同的车辆通过装置时产生的重量不同。当大型集卡通过减速带时，适当的保护装置可以保护整个装置不因瞬间过大的能量而造成损伤。

3.能量释放过程不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用减速带的能量回收装置，能够将能量收集后稳定释放，且有适当的装置保护系统的公路减速带发电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用减速带的能量回收装置，包括能量收集部分和能量稳定释放部分，所述能量收集部分包括通过弹簧安装在路面上的减速带，所述减速带下方镂空装配一长条气囊，所述减速带与所述气囊之间通过一对压板连接传动，所述压板通过铰链与地面连接；所述气囊两端各连接一气动单向阀，出气一侧的单向阀连接所述能量稳定释放部分。

所述能量释放部分包括一个气缸，所述气缸的输入端连接所述能量收集部分，所述气缸的输出端通过橡胶管分别连接滑块架的底面和侧面，所述滑块架分别通过两种不同弹簧连接大滑块和小滑块；所述大滑块与下滑块相互接触。

所述减速带通过两组弹簧组和路面相连，两组弹簧组分别安装在减速带两侧，每组弹簧组中包括4个弹簧。

所述压板的最大转动范围为至两块压板的相对侧面相互顶住。

所述滑块架与大滑块之间通过第一弹簧提供推力，与小滑块之间通过第二弹簧提供拉力；所述第一弹簧提供的推力大于第二弹簧提供的拉力。

所述滑块架出气端连接气动马达，通过能量稳定释放部分释放的气体能量进行发电。

进气一侧的单向阀前段再连接一气体过滤器。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.本发明结构简单，体积小巧，不占用路面。2.采用了先收集气体压强后再稳定释放的能量释放方式，稳定可靠。并且可以通过调节弹簧力的大小调节能量的释放范围，可操作性和适应性很高。3.由于结构简单，传动过程中消耗的能量少，能量转换率高。4.由于采用了气囊的能量收集装置，气囊内气体的凝滞阻力特性使车辆通过速度过快时产生较大阻力，而车辆慢速通过时又能正常通过，强化了减速带本身的减速警示功能。5.能量收集装置中的压板设计，使得减速带内部的气囊受到保护，不会因车辆过重而受到过大的冲击。6.整个能量转换过程绿色无污染，可持续使用，全过程无需人工辅助，安全可靠。。

附图说明

图1是本发明的结构总装配图

图2是本发明能量收集部分的结构示意图

图3是本发明能量稳定释放部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明由如图2所示能量收集部分和如图3所示能量稳定释放部分两部分组成。总装配如图1的总装配图所示。

能量收集部分的作用是把汽车通过减速带时产生的机械能转化为气体压强能，传输给能量稳定释放部分。能量收集部分主要由减速带1、压板2、气囊3和弹簧组5组成，压板2通过铰链4与地面连接。其中，弹簧组5中每组由4个弹簧组成。其具体结构如图2所示：

减速带1内部镂空，并通过弹簧组5与地面连接。气囊3安装在减速带1镂空的内部，通过压板2与减速带连接并传递能量。铰链4用于固定压板2并使其可以转动。

同时，如图1所示，气囊的进气口连接一单向阀14和一气体过滤器15后接大气，出气口连接另一单向阀13后连接能量稳定释放部分。

能量收集部分的工作过程是：减速带1受到汽车通过时产生的重力，压迫弹簧组5使减速带小幅度下降。此时减速带1压动压板2，压板2绕铰链4转动，下压后又压动气囊3，压迫其中的气体通过单向阀13流向能量稳定释放部分。如果车辆重量过大，此时压板2的两块压板会互相顶住，防止瞬间的大量能量对其他装置产生损伤。

汽车完全通过减速带1后，由于弹簧组5弹性势能的释放，减速带1上移复位，不再通过压板2对气囊3产生压迫力。此时气囊3内的气压低于大气压，故大气压通过气体过滤器15和单向阀14流向气囊3，气囊3充气顶起压板2，此部分所有装置复位。

能量稳定释放部分的作用是把能量收集部分收集起的气体压强能量储存起来，达到一定量之后稳定地释放给气动马达进行发电。能量稳定释放部分主要由大气缸6、滑块架7、推力弹簧8、大滑块9、小滑块10、拉力弹簧11和气体导管12组成。其具体结构如图3所示：

大滑块9和小滑块10分别通过推力弹簧8和拉力弹簧11安装在滑块架7内，分别可以在克服弹簧力后上下和左右自由滑动。推力弹簧8的力大于拉力弹簧11。大气缸6收集了能量收集部分的气体后以气体压强的方式储存能量。

本发明的一个功能要求就是：

大气缸6内的气压能够在能量稳定释放装置中被稳定地释放至电动马达进行发电。因此，为了实现这一功能，设置如下一套可以调节压强释放范围的释放装置：当大气缸6内的气压达到一定值，即对大滑块9施加的向上的力大于推力弹簧8的力后，推动大滑块9向上滑动。此时大气缸6内气体通过导管12后对小滑块10施加的向左的力早已大于拉力弹簧11的拉力，但是由于此时小滑块10左边顶住了大滑块9，因此暂时不运动。为了保证此时大滑块9的顺利移动，应尽量保持大滑块9和小滑块10之间的摩擦力较小。大滑块9上移到一定程度后，顶住小滑块10左侧的部分会变成大滑块9的凹槽，此时小滑块在大气缸6内气压的推动下，向左滑动，固定住大滑块9限制其向下滑动。与此同时，大滑块9上移至此位置后，最下方已高过滑块架7左侧的出气口，大气缸6内的气体可以通过滑块架7左侧的出气口稳定流出，对气动马达进行发电做功，不再推动大滑块9继续上移。整个能量稳定释放部分开始进入气压稳定释放过程。在此过程中，即使大气缸6内的气压对大滑块9的向上的力小于推力弹簧8对大滑块9的向下的力，大滑块9也会因为被小滑块10限制而无法向下运动，保证释放过程的稳定。直到当大气缸6内的气压继续下降，下降到对小滑块10向左的推力小于拉力弹簧11对小滑块10的拉力，小滑块10在拉力弹簧11的拉力作用下，向右复位。小滑块10复位后，不再对大滑块9进行向下方向上的移动限制，大滑块9在推力弹簧8的推力作用下，迅速向下复位，下端堵住滑块架7左侧的出气口，一次能量释放过程结束，所有装置复位，等待能量的再次收集。通过调节推力弹簧8和拉力弹簧11的力的大小，可以很方便地调节压强释放的范围。

综上所述，本发明的整个工作过程为：

减速带1受到汽车通过时产生的重力，压迫弹簧组5使减速带小幅度下降。此时减速带1压动压板2，压板2绕铰链4转动，下压后又压动气囊3，压迫其中的气体通过单向阀13流向能量稳定释放部分。

大气缸6收集了能量收集部分的气体后以气体压强的方式储存能量。当气压达到一定值，即对大滑块9施加的向上的力大于推力弹簧8的力后，推动大滑块9向上滑动。此时大气缸6内气体通过导管12后对小滑块10施加的向左的力早已大于拉力弹簧11的拉力，但是由于此时小滑块10向左的运动收到了大滑块9的限制，不会有移动。为了保证此时大滑块9的顺利向上移动，应尽量保持大滑块9和小滑块10之间的摩擦力较小。大滑块9上移到一定程度后，顶住小滑块10左侧的部分会变成大滑块9的凹槽，不再限制小滑块10向左的运动趋势，此时小滑块10在大气缸6内气压的推动下，向左滑动，固定住大滑块9限制其向下滑动。与此同时，大滑块9上移至此位置后，最下方已高过滑块架7左侧的出气口，大气缸6内的气体可以通过滑块架7左侧的出气口稳定流出，对气动马达进行发电做功。又由于有了出气口，大气缸6内的气压不再推动大滑块9继续上移。整个能量稳定释放部分开始进入气压稳定释放过程。在此过程中，即使大气缸6内的气压对大滑块9的向上的力小于推力弹簧8对大滑块9的向下的力，大滑块9也会因为被小滑块10限制而无法向下运动，保证释放过程的稳定。直到当大气缸6内的气压继续下降，下降到对小滑块10向左的推力小于拉力弹簧11对小滑块10的拉力，小滑块10在拉力弹簧11的拉力作用下，向右复位。小滑块10复位后，不再对大滑块9进行向下方向上的移动限制，大滑块9在推力弹簧8的推力作用下，迅速向下复位，下端堵住滑块架7左侧的出气口，一次能量释放过程结束，所有装置复位，等待能量的再次收集。通过调节推力弹簧8和拉力弹簧11的力的大小，可以很方便地调节压强释放的范围。

Claims

1.一种利用减速带的能量回收装置，包括能量收集部分和能量稳定释放部分，其特征在于，所述能量收集部分包括通过弹簧组（5）安装在路面上的减速带（1），所述减速带（1）下方镂空装配一长条气囊（3），所述减速带（1）与所述气囊（3）之间通过一对压板（2）连接传动，所述压板（2）通过铰链（4）与地面连接；所述气囊（3）两端各连接一气动单向阀（13、14），出气一侧的单向阀（13）连接所述能量稳定释放部分。

2.根据权利要求1所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述能量释放部分包括一个气缸（6），所述气缸（6）的输入端连接所述能量收集部分，所述气缸（6）的输出端通过橡胶管（12）分别连接滑块架（7）的底面和侧面，所述滑块架（7）分别通过两种不同弹簧连接大滑块（9）和小滑块（10）；所述大滑块（9）与下滑块（10）相互接触。

3.根据权利要求1所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述减速带（1）通过两组弹簧组（5）和路面相连，两组弹簧组（5）分别安装在减速带（1）两侧，每组弹簧组（5）中包括4个弹簧。

4.根据权利要求1所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述压板（2）上端弯曲，两内侧面相对设置。

5.根据权利要求4所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述压板（2）的最大转动范围为至两块压板（2）的相对侧面相互顶住。

6.根据权利要求2所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述滑块架（7）与大滑块（9）之间通过第一弹簧（8）提供推力，与小滑块（10）之间通过第二弹簧（11）提供拉力；所述第一弹簧（8）提供的推力大于第二弹簧（11）提供的拉力。

7.根据权利要求2所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，所述滑块架（7）出气端连接气动马达，通过能量稳定释放部分释放的气体能量进行发电。

8.根据权利要求1所述的利用减速带的能量回收装置，其特征在于，进气一侧的单向阀（14）前段再连接一气体过滤器（15）。