CN103780144A - 轨道车振动能量收集系统 - Google Patents

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CN103780144A
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郭振坤
黄崇能
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Teng Lung Industrial Corp
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Teng Lung Industrial Corp
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine

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Abstract

本发明是有关于一种轨道车振动能量收集系统，为一种以轨道作为行进位移的车辆工具的集能系统，其中车辆所行经的轨道对应铺组于枕木上方，于枕木底面往内设有至少一容设空间，该容设空间内对应设有压电元件，且可经由一塞件对应嵌入容设空间而将压电元件定位；藉此，以利用车辆行驶于轨道上，而产生行驶间的轨道振动，使该压电元件受力如：弯矩、振动、撞击等弹性变形而产生电荷以转换成电力，达到运用既有的智慧型材料于致动与电能间相互作动，而能获得发电的效能功用。

Description

轨道车振动能量收集系统
技术领域
本发明是有关于一种轨道车振动能量收集系统，尤其是指一种以轨道作为行进位移的车辆工具的集能系统，藉以利用轨道车的振动配合压电材料的特性，达到能量收集的功效。
背景技术
现今社会随着时代的进步，人们对能源的需求亦随之增加，但随着能源的短缺，石油价格的飙涨，人们为了节省能源的消耗，必须加速实现替代能源的开发。因此，善用自然环境下的太阳能、风能等绿色能源，不仅可以促进人类生活，更不致产生过量的二氧化碳等温室气体而确有其必要性。
而一般最常看到的是在许多日常生活用品上都会利用太阳的热能来得到无偿的效能，而利用太阳能来产生加热或发电的集能器为常用设备。但在日常生活中，诸如汽车或机车的避震器在缓冲地面给予该车辆的冲击时所产生的振动，抑或波浪拍打或风吹动物体时使其进行摆动等等会使物品进行往复移动的动力，也是会被运用来集能发电；如图3所示，其是于一般道路铺设时，埋设有诸多压电材料6，利用车辆行驶时，压过柏油路面而产生压抵、振动的弹性变形，藉以压电材料的特性，来进行电力收集，因此，各压电材料6再对应连结至一集能单元7，让集能单元7将所转换的电力分配导接至所需用电之处，如路灯等等，而其上述结构设置，虽可达到集电功能，但也具有诸多缺失，叙述如下：
1.柏油路面在炎炎夏日里，经阳光强烈曝晒容易产生高温现象，而埋设于柏油路面下的压电材料容易因高温而减少使用寿命。
2.当部分压电材料损坏或线路故障时，其须将柏油路面破坏凿起，使其显露损坏部分，于维修或更换完成后，再对应铺设一层柏油，其工程浩大相对所花费的成本高昂。
发明内容
发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业的丰富设计开发及实际制作经验，改良发明一轨道车振动能量收集系统，其目的在于提供一种以轨作为行进位移的车辆工具的集能系统，藉以利用轨道车的振动配合压电材料的特性，达到能量收集的功效。
为了达到上述实施目的，本发明人乃研拟如下实施技术，为一种以轨道作为行进位移的车辆工具的集能系统，其中车辆所行经的轨道对应铺组于多个枕木上方，于枕木底面往内设有至少一容设空间，该容设空间内对应设有压电元件；藉此，以利用车辆行驶于轨道上，而产生行驶间的轨道振动，使该压电元件受力如：弯矩、振动、撞击等弹性变形而产生电荷以转换成电力，达到运用既有的智慧型材料于致动与电能间相互作动，而能获得发电的效能功用。
在本发明的一实施例中，该枕木的容设空间可嵌入一塞件，以可将压电元件稳固定位于容设空间内，同时，经由塞件的定位能于轨道产生振动时，更有效的配合枕木与地面产生反向作用，使压电元件有效产生弹性变形而收集电力。
在本发明的一实施例中，该枕木内的压电元件经由电路连结而将电力储存于存储单元中，而其诸多压电元件可依据供电所需而采串联或并联设置。
附图说明
图1为本发明的整体侧视示意图；
图2为本发明的剖视示意图；
图3为现有技术的俯视示意图。
附图标记
<本发明>
1   轨道车     2   轨道
3   枕木       31  容设空间
32  塞件       4   压电元件
5   存储单元
<现有技术>
6   压电材料   7   集能单元
具体实施方式
为令本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细说明之，并请一并参阅所揭的图式及图号：
首先，请一并参阅图1及图2所示，本发明的轨道车振动能量收集系统侧视示意图，供轨道车1所行驶的轨道2，其主要是对应铺组于多个枕木3上方，且枕木3对应与地面接触，其中：
于枕木3底面往内设有至少一容设空间31，该容设空间31内对应嵌设有压电元件4，而多个压电元件4经连结一存储单元5，以可将压电元件4受轨道车1振动而弹性变形所产生的电荷收集。
请一并参阅图1及图2所示，于组装使用时，其该轨道车1大致是指利用轨道行驶移动的车辆，如火车；其于道路地面设置轨道2时，其是先铺设枕木3，再将轨道2架设固定于枕木3上以用来定位与吸震，而于枕木3底面往内凿设形成有容设空间31，可在一枕木3上设置一个或多个容设空间31，且容设空间31内也可对应设有一个或多个压电元件4，而多个压电元件4可经由以串联方式或并联方式来连结一存储单元5；接着，再于枕木3的容设空间31内对应嵌入一塞件32，以可将压电元件4稳固定位于容设空间31内，如此，已达到组装。
而其上述结构设置，可为模块化，即为于某压电元件4损伤或有其他如连结线路损坏时，可单纯拆下枕木3，将一整模块更换，而在一开始组装及损坏维修时，达到施工便利的功效。
接着，当轨道车1行经轨道时，会让轨道2产生振动的现象，而该振动力经由枕木3而传递至压电元件4，使压电元件4受机械性反复的弹性振动，是以，当压电元件4受力如：弯矩、振动、撞击等弹性变形时，会产生电荷；而各压电元件4经由电连接一存储单元5，以让存储单元5将电荷转换收集起来，当然，该存储单元5中也可包含有将交流电转直流电的整流器、稳压用的稳压器等等电子元件，主要让存储单元5可以储存电力并产生稳定的电力输出。因此，该存储单元5进一步为一蓄电池，或直接经由存储单元5连结导送至所需供应电力的处（图未表示）。
另外，该枕木3的容设空间31内对应置设塞件32，其除了具有定位功能之外，其在轨道产生振动时，能更有效的配合枕木3与地面产生反向作用，使压电元件4有效产生弹性变形而收集电力。
前述的实施例或图式并非限定本发明的结构样态，任何所属技术领域中普通技术人员所作的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
通过以上所述，本发明结构的组成与使用实施说明可知，本发明与现有结构相较之下，具有以下优点，叙述如下：
1.本发明的轨道车振动能量收集系统，藉以利用车辆行驶于轨道上，而产生的轨道振动，使内嵌于轨道枕木的压电元件受力(如：弯矩、振动、撞击)等弹性变形而产生电荷以转换成电力，达到运用既有的智慧型材料于致动与电能间相互作动，而能获得集能的效能功用。
2.本发明的轨道车振动能量收集系统，藉以可将其模块化，使其当部分元件损坏时，可单纯拆下枕木，将一整模块更换，让在一开始组装及损坏维修时，都能达到施工便利的功效。
3.本发明的轨道车振动能量收集系统，藉以利用一塞件嵌设定位压电元件，使其除了具有定位功能之外，其当轨道产生振动时，能更有效的配合枕木与地面产生反向作用，使压电元件有效产生弹性变形而收集电力。

Claims (12)

1.一种轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述轨道车所行驶的轨道，对应铺组于多个枕木上方，且枕木对应与地面接触，其中：
于枕木底面往内设有至少一容设空间，所述容设空间内对应嵌设有压电元件，而多个压电元件经电连接一存储单元，以可将压电元件受轨道车振动而弹性变形所产生的电荷收集。
2.根据权利要求1所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，于枕木的容设空间内对应嵌入一塞件，以藉塞件将压电元件定位于容设空间内。
3.根据权利要求1所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述容设空间内对应至少一压电元件。
4.根据权利要求1所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，多个压电元件采串联连结，再对应导接至存储单元。
5.根据权利要求1所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，多个压电元件采并联连结，再对应导接至存储单元。
6.根据权利要求2所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述容设空间内对应至少一压电元件。
7.根据权利要求2所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，多个压电元件采串联连结，再对应导接至存储单元。
8.根据权利要求2所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，多个压电元件采并联连结，再对应导接至存储单元。
9.根据权利要求4所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述存储单元进一步为一可储蓄电力的蓄电池。
10.根据权利要求5所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述存储单元进一步为一可储蓄电力的蓄电池。
11.根据权利要求7所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述存储单元进一步为一可储蓄电力的蓄电池。
12.根据权利要求8所述的轨道车振动能量收集系统，其特征在于，所述存储单元进一步为一可储蓄电力的蓄电池。
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