CN104481823A - 一种设置在减速带中的路面发电机构及其融冰雪应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置在减速带中的路面发电机构及其融冰雪应用，以减速带压板为驱动件设置传动结构，其特征是：减速带压板是由呈竖向设置的弹簧进行支撑，使减速带压板处在高于路面的支撑高度上；汽车驶过的压力使减速带压板下移形成下行程，压力撤除后的减速带压板恢复支撑高度形成上行程；横向传动转轴上固定设置传动齿轮，以传动齿轮带动横向传动转轴的转动，并在横向传动转轴上输出转矩；上行程驱动结构与下行程驱动结构形式相同，分处在传动齿轮的左右两侧，分别在下行程和上行程中交替驱动传动齿轮按同一方向单向转动。本发明使减速带的下压和回升过程都能得到有效利用，传动齿轮能保持单向旋转，克服上、下行程短的局限，连续不断地发电。

Description

一种设置在减速带中的路面发电机构及其融冰雪应用

技术领域

本发明涉及发电装置，更具体地说是一种设置在减速带中的路面发电装置，可应用于桥面上下匝道处，进出收费站、服务区等路段。

背景技术

随着能源的日益紧张，新能源将是世界追求的新目标，节能发电技术就是其中之一。现有技术中利用汽车重力或压力进行路面发电的装置或结构，以其作为充补电能进行储备的创意已有公开报道，但仍存在利用重力行程单一，驱动装置正、反部分抵消做功，做功行程受限、发电装置受力不均匀向一侧偏斜影响发电等问题，导致发电蓄电效果差，达不到补充电能的作用。

目前已公开的有关利用重力路面发电装置中，相当一部分只利用了减速带或设置的压板的单行程做功，没有充分利用压板的下压和回弹行程；有些重力式路面发电装置利用了下压和回复两个行程做功，但发电装置与蓄电装置相连接的传动齿轮沿正、反方向交替转动输出转矩，这种驱动模式导致被驱动的发电装置发电不连续，且在正、反传动交替转换时会使部分转矩相抵消，降低发电效率。

目前已公开的有关利用路面发电装置中，无论是利用汽车重力的气体活塞结构，还是利用压力齿轮齿条旋转或曲柄摇杆装置，都会受到凸出于路面的减速带或压板结构高度的限制，大大减弱了气缸活塞或旋转齿轮做功的行程，在一次下压和回弹过程中，只能维持一个较短行程的发电过程，无法实现周期连续运转，使得发电效果时断时续。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种设置在减速带中的路面发电机构及其融冰雪应用，通过合理的结构设置使得汽车驶过减速带时，减速带的下压和回升过程都能得到有效利用，提升发电量，使减速带的发电功能得到更好的发挥。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明设置在减速带中的路面发电机构，是以减速带压板为驱动件，在减速带压板的下方设置传动结构，其结构特点是所述传动结构设置为：

所述减速带压板是由呈竖向设置的弹簧在底部进行支撑，使所述减速带压板处在高于路面的支撑高度上；汽车驶过的压力使减速带压板下移形成下行程，压力撤除后的减速带压板恢复支撑高度形成上行程；

一呈水平的垂直于行车方向的横向传动转轴，其上固定设置传动齿轮，以所述传动齿轮带动横向传动转轴的转动，并在横向传动转轴上输出转矩；

一下行程驱动结构，是在所述下行程中驱动所述传动齿轮单向转动；

一上行程驱动结构，是与所述下行程驱动结构形式相同，分处在传动齿轮的左右两侧，以所述下行程驱动结构和上行程驱动结构在下行程和上行程中交替驱动所述传动齿轮按同一方向单向转动。

本发明设置在减速带中的路面发电机构的特点也在于：所述一下行程驱动结构包括：

呈竖向设置的压杆，在所述压杆的中部具有一纵向水平限位槽，在其底部具有压杆复位弹簧；

旋转轮的中心位置上固联一旋转轴，旋转轮的偏心位置上固联一公转轴，所述公转轴的一端延伸至所述压杆的纵向水平限位槽中，并可在所述纵向水平限位槽中往复移动；

下行程驱动齿板在一侧设置为齿边，所述齿边与所述传动齿轮为可离合的啮合传动结构；在与齿边相对的另一侧连接有横向尾杆，在所述横向尾杆上设置有纵向导向槽，位于所述纵向导向槽中的横向销轴固定设置在撑杆上，纵向尾杆可以在所述横向销轴上以纵向导向槽为导向形成移动，也能够以所述横向销轴为转轴形成转动；

扇形凸轮与所述旋转轮之间通过所述旋转轴和公转轴固定连接，所述旋转轴位于扇形凸轮的中心一端，公转轴位于扇形凸轮外圆周一侧；在所述下行程驱动齿板上设置一矩形限位框，所述扇形凸轮限位于所述矩形限位框中，并可以在所述矩形限位框中转动。

本发明设置在减速带中的路面发电机构的特点也在于：

所述传动齿轮设置为第一重力飞轮。

在所述旋转轴的轴端固定设置第二重力飞轮。

本发明设置在减速带中的路面发电机构的隔冰雪应用的特点是：在同一道减速带中，多组权利要求1所述的路面发电机构并列设置，各组所述路面发电机构之间的横向传动转轴串联连接为输出轴，以所述输出轴驱动发电蓄电模块，在路面上设置隔冰雪电热器件，将所述隔冰雪电热器件与发电蓄电模块相连接，以所述发电蓄电模块为所述隔冰雪电热器件提供电力。

本发明设置在减速带中的路面发电机构的隔冰雪应用的特点也在于：所述隔冰雪电热器件在路面上呈蛇形布置。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明实现了在下行程和上行程中交替驱动传动齿轮，使得减速带的下压和回弹过程都能分别得到有效利用，克服传统路面发电方法只能利用单行程的缺点，提高发电效率。

2、本发明中传动齿轮保持在一个方向上的单向转动，可以极大地简化因双向转动所需设置相应的转换机构，避免了双向转动在正反两个方向上的能量抵消。

3、本发明中传动齿轮单向转动配合设置重力飞轮，有效利用车辆自重和弹性回复力，当恢复到初始状态时，传动齿轮与两侧的驱动齿板处于分离状态，使得传动齿轮能将上下两个行程的驱动力转换为转动惯量，持续保持转动直至停止，使发电量不再局限于单一行程距离而是同时受益于压力和回弹力，极大地提高发电效率。

4、本发明中并联设置的发电装置，使得车辆左右轮在下压时，减速带受力更加均匀，不易出现向一边偏斜的情况，且传动齿轮和横向传动转轴转动更加连续有力，有益于发电量和连续发电。

5、本发明中在减速带之间设置的电热系统能充分利用发电蓄电模块中的电量，全天候发电和蓄电，做到路面、桥面的实时融冰雪，保证交通安全和保持交通畅通。

附图说明

图1为本发明路面发电机构中传动结构示意图；

图2为本发明路面发电机构中下行程驱动结构示意图；

图3为本发明初始状态示意图；

图4为本发明中下行程开始驱动示意图；

图5为本发明中下行程驱动状态示意图；

图6为本发明中下行程驱动与上行程驱动转换过程示意图；

图7为本发明中上行程驱动状态示意图；

图8为本发明具体实施结构示意图；

图9为本发明在隔冰雪应用中结构示意图；

图中标号：1减速带压板，2A横向传动转轴，2传动齿轮，3弹簧，4撑杆，6旋转轮，7公转轴，8旋转轴，9扇形凸轮，10压杆，10A纵向水平限位槽，10B压杆复位弹簧，11下行程驱动齿板，11A齿边，11B纵向尾杆，11C纵向导向槽，11D横向销轴，11E矩形限位框，12重力飞轮，13发电蓄电模块，14隔冰雪电热器件。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本实施例中设置在减速带中的路面发电机构是以减速带压板1为驱动件，在减速带压板1的下方设置传动结构，其特征是所述传动结构设置为：

所述减速带压板1是由呈竖向设置的弹簧3在底部进行支撑，使所述减速带压板1处在高于路面的支撑高度上；汽车驶过的压力使减速带压板1下移形成下行程，压力撤除后的减速带压板1恢复支撑高度形成上行程。

一呈水平的垂直于行车方向的横向传动转轴2A，其上固定设置传动齿轮2，以所述传动齿轮2带动横向传动转轴2A的转动，并在横向传动转轴2A上输出转矩。

一下行程驱动结构，是在所述下行程中驱动所述传动齿轮2单向转动，其包括：

呈竖向设置的压杆10，在所述压杆10的中部具有一纵向水平限位槽10A,在其底部具有压杆复位弹簧10B。

旋转轮6的中心位置上固联一旋转轴8，旋转轮6的偏心位置上固联一公转轴7，所述公转轴7的一端延伸至所述压杆10的纵向水平限位槽10A中，并可在所述纵向水平限位槽10A中往复移动。

下行程驱动齿板11在一侧设置为齿边11A，所述齿边11A与所述传动齿轮2为可离合的啮合传动结构；在与齿边11A相对的另一侧连接有横向尾杆11B，在所述横向尾杆11B上设置有纵向导向槽11C，位于所述纵向导向槽11C中的横向销轴11D固定设置在撑杆4上，纵向尾杆11B可以在所述横向销轴11D上以纵向导向槽11C为导向形成移动，也能够以所述横向销轴11D为转轴形成转动。

扇形凸轮9与所述旋转轮6之间通过所述旋转轴8和公转轴7固定连接，所述旋转轴8位于扇形凸轮9的中心一端，公转轴7位于扇形凸轮9外圆周一侧；在所述下行程驱动齿板11上设置一矩形限位框11E，所述扇形凸轮9限位于所述矩形限位框11E中，并可以在所述矩形限位框11E中转动。

一上行程驱动结构，是与所述下行程驱动结构形式相同，分处在传动齿轮2的左右两侧，以所述下行程驱动结构和上行程驱动结构在下行程和上行程中交替驱动所述传动齿轮2按同一方向单向转动。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

设置在减速带中的路面发电机构，其特征是：所述传动齿轮2设置为第一重力飞轮；在所述旋转轴8的轴端固定设置第二重力飞轮12。

本实施例中设置在减速带中的路面发电机构的隔冰雪应用的结构形式是：

参见图8，本实施例的具体实施是在同一道减速带中，多组路面发电机构并列设置，各组所述路面发电机构之间的横向传动转轴2A串联连接为输出轴，以所述输出轴驱动发电蓄电模块13。

参见图9，本实施例的具体应用是在路面上设置隔冰雪电热器件14，将隔冰雪电热器件14与发电蓄电模块13相连接，以所述发电蓄电模块为所述隔冰雪电热器件14提供电力；电热器件14在路面上呈蛇形布置。

工作过程：

如图3所示，当没有车辆经过减速带时，整个装置都处于静止状态，扇形凸轮9上公转轴7的圆心与旋转轴8的圆心连线与压杆10竖直方向有向右2-3°的偏角，使得减速带压板1在被车辆下压时，公转轴7可以顺时针运动；当下压杆出现在下压底端和回弹高端死点时，旋转轴8外侧的重力飞轮12在惯性作用下将带动凸轮完成一个周期，并恢复到此初始状态。

如图4所示，当车辆驶经减速带时，减速带压板1下移形成下行程，迫使压杆10下降。对于下行程驱动结构，位于压杆10中部的纵向水平限位槽10A带动旋转轮6上的公转轴7沿顺时针方向转动，由于扇形凸轮9与旋转轮6通过公转轴7相连，所以同时带动扇形凸轮9绕旋转轴8顺时针转动。由于下行程驱动齿板11中的矩形限位框11E和纵向尾杆11B中的纵向导向槽11C的约束，使得驱动齿板11在扇形凸轮9的作用下绕横向销轴11D顺时针转动并前移贴近传动齿轮2，与此同时，与下行程驱动结构对称设置的上行程驱动结构由于同样的原理顺时针转动并后退远离传动齿轮2。

如图5所示，当压杆10下压到一定距离后，下行程驱动齿板11的齿边11A与传动齿轮2啮合，驱动传动齿轮2逆时针转动，从而输出转矩。当压杆10下行到最底端时，传动齿轮2在惯性作用下继续保持逆时针旋转，由于重力飞轮12与扇形凸轮9都以旋转轴8连接并保持同步运动，重力飞轮12在惯性的作用下，使得扇形凸轮9也继续顺时针旋转，下行程驱动结构作用结束。

如图6所示，当车辆驶离减速带时，压杆10在其底部压杆复位弹簧10B和减速带压板1两侧的弹簧3共同作用下回弹，减速带压板1和压杆10上移形成上行程。对于右侧对称的上行程驱动结构，同下行程原理，位于右侧对称压杆10中部的纵向水平限位槽10A带动旋转轮6上的公转轴7沿逆时针方向转动，由于扇形凸轮9与旋转轮6通过公转轴7相连，所以同时带动扇形凸轮9绕旋转轴8逆时针转动。由于上行程驱动齿板11中的矩形限位框11E和纵向尾杆11B中的纵向导向槽11C的约束，使得驱动齿板11在扇形凸轮9的作用下绕横向销轴11D逆时针转动并前移贴近传动齿轮2，与此同时，下行程驱动结构驱动齿板11继续顺时针转动并后退远离传动齿轮2，实现齿边11A与传动齿轮2的分离。

如图7所示，当压杆10上升到一定距离后，上行程驱动齿板的齿边与传动齿轮2啮合，驱动传动齿轮2逆时针同向转动，从而输出转矩。同下行程原理，当右侧对称压杆10上行到最顶端时，传动齿轮2在惯性作用下继续保持逆时针旋转，由于重力飞轮12与扇形凸轮9都以旋转轴8连接并保持同步运动，右侧对称重力飞轮12在惯性的作用下，使得扇形凸轮9也继续逆时针旋转，直到压杆10回复到初始位置(图3)，上行程驱动结构作用结束，至此一个周期完成。

以上描述了本发明的基本原理和工作过程，该装置很好的利用了车辆通过减速带时的下压力和回弹力，分为对称的下行程驱动结构和上形成驱动结构两部分；并实现传动齿轮的单向旋转；同时两侧驱动齿板同重力飞轮的分离与结合，有效地利用了传动齿轮自身的重力惯性特点，使得传动齿轮可以利用其惯性保持转动直至停止，同时克服了上下行程较短，发电不连续的问题，该装置简单方便，且环保效益高，能够产生清洁能源。

Claims (6)

1.一种设置在减速带中的路面发电机构，是以减速带压板(1)为驱动件，在减速带压板(1)的下方设置传动结构，其特征是所述传动结构设置为：

所述减速带压板(1)是由呈竖向设置的弹簧(3)在底部进行支撑，使所述减速带压板(1)处在高于路面的支撑高度上；汽车驶过的压力使减速带压板(1)下移形成下行程，压力撤除后的减速带压板(1)恢复支撑高度形成上行程；

一呈水平的垂直于行车方向的横向传动转轴(2A)，其上固定设置传动齿轮(2)，以所述传动齿轮(2)带动横向传动转轴(2A)的转动，并在横向传动转轴(2A)上输出转矩；

一下行程驱动结构，是在所述下行程中驱动所述传动齿轮(2)单向转动；

一上行程驱动结构，是与所述下行程驱动结构形式相同，分处在传动齿轮(2)的左右两侧，以所述下行程驱动结构和上行程驱动结构在下行程和上行程中交替驱动所述传动齿轮(2)按同一方向单向转动。

2.根据权利要求1所述的设置在减速带中的路面发电机构，其特征是所述一下行程驱动结构包括：

呈竖向设置的压杆(10)，在所述压杆(10)的中部具有一纵向水平限位槽(10A)，在其底部具有压杆复位弹簧(10B)；

旋转轮(6)的中心位置上固联一旋转轴(8)，旋转轮(6)的偏心位置上固联一公转轴(7)，所述公转轴(7)的一端延伸至所述压杆(10)的纵向水平限位槽(10A)中，并可在所述纵向水平限位槽(10A)中往复移动；

下行程驱动齿板(11)在一侧设置为齿边(11A)，所述齿边(11A)与所述传动齿轮(2)为可离合的啮合传动结构；在与齿边(11A)相对的另一侧连接有横向尾杆(11B)，在所述横向尾杆(11B)上设置有纵向导向槽(11C)，位于所述纵向导向槽(11C)中的横向销轴(11D)固定设置在撑杆(4)上，纵向尾杆(11B)可以在所述横向销轴((11D)上以纵向导向槽(11C)为导向形成移动，也能够以所述横向销轴(11D)为转轴形成转动；

扇形凸轮(9)与所述旋转轮(6)之间通过所述旋转轴(8)和公转轴(7)固定连接，所述旋转轴(8)位于扇形凸轮(9)的中心一端，公转轴(7)位于扇形凸轮(9)外圆周一侧；在所述下行程驱动齿板(11)上设置一矩形限位框(11E)，所述扇形凸轮(9)限位于所述矩形限位框(11E)中，并可以在所述矩形限位框(11E)中转动。

3.根据权利要求1所述的设置在减速带中的路面发电机构，其特征是：所述传动齿轮(2)设置为第一重力飞轮。

4.根据权利要求1所述的设置在减速带中的路面发电机构，其特征是：在所述旋转轴(8)的轴端固定设置第二重力飞轮(12)。

5.一种权利要求1所述的设置在减速带中的路面发电机构的隔冰雪应用，其特征是：在同一道减速带中，多组权利要求1所述的路面发电机构并列设置，各组所述路面发电机构之间的横向传动转轴(2A)串联连接为输出轴，以所述输出轴驱动发电蓄电模块，在路面上设置隔冰雪电热器件(14)，将所述隔冰雪电热器件(14)与发电蓄电模块(13)相连接，以所述发电蓄电模块(13)为所述隔冰雪电热器件(14)提供电力。

6.根据权利要求5所述的设置在减速带中的路面发电机构的隔冰雪应用，其特征是所述隔冰雪电热器件(14)在路面上呈蛇形布置。