CN105134527A - 压电震动铁路运营远程监测质能转换装置 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

Abstract

一种压电震动铁路运营远程监测质能转换装置，由一个大箱体、一个行程变换机构和一个弹簧共振发电机构构成，该装置可将列车运行中的震动动能转化为电能，为铁路远程监控设备提供能量，在无动力无电源的环境中，可实现铁路安全运营的长期稳定的远程监控。

Description

压电震动铁路运营远程监测质能转换装置
技术领域：
本发明涉及一种质能转换装置技术，特别是一种压电震动铁路运营远程监测质能转换装置，该装置通过共振储能和机电转换将铁路列车质量的震动动能转换为电能，为设置在铁路线路上的安全远程监测设备提供电能。
背景技术：
地铁是交通运输中重要的基础设施，是社会经济正常运行的必要基础，随着京津、京沪、武广、沪杭、沪宁等高速铁路建设开通，我国已经跨入了高铁时代，在高速铁路建设不断向前推进时，保障铁路运营的安全也受到极高的关注，采取有效的远距离、大范围、无障碍、不间断、多功能昼夜监控成为铁路管理部门需要实施的一个问题，
铁路运营远程监测可分为机车运行状态远程监控和铁路线路状况远程监控，铁路线路状况远程监控可以为铁路运营提供铁路路况、突发事故、山体滑坡、桥区安全、隧道安全、机车安全等远程监控信息，为了确保铁路运营安全，线路状况远程监控设备必须24小时全天候昼夜运行，
然而，远程监控设备大多设在的偏远山区，即远离城市也远离国家电网，不能利用国家电网提供能量，同时利用储电设备提供能量又需要人力经常观察和定期更换储电设备，不能及时的观察和更换储电设备，也会使远程监控设备无法正常工作，为铁路运营带来安全隐患，
因此，为远程监控设备的正常运行提供不间断的充足的能量，是保障铁路线路状况远程监控急需解决的一个问题，列车行驶中几百吨质量震动动能是十分巨大的，将这部分能量提取出来，就可以不间断的为远程监控设备的正常运行提供能量，
发明内容:
为了将列车行驶中大质量的震动动能提取出来，将质量的震动动能转换电能，为线路状况远程监控设备提供能量，本发明提出了一种压电震动铁路运营远程监测质能转换装置，它可将列车运行中的震动动能转化为电能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一个由大箱体、行程变换机构和压电共振发电机构构成的质能转换装置，行程变换机构和压电共振发电机构都设置在大箱体中，
行程变换机构安装在大箱体的上部，压电共振发电机构安装在大箱体的下部，
行程变换机构由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个震动驱动杆构成，主驱动杆的一端设置在一条铁轨的下方，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在大箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在大箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与震动驱动杆的上端相连接，震动驱动杆的下端通过第六连接轴与小箱体上端的箱体连接板相连接，
压电共振发电机构设置在小箱体内，由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一共振弹簧、第二共振弹簧构成，
第一共振弹簧的上端安装在小箱体的上面，第二共振弹簧的下端安装在小箱体的下面，振动滑块设置在第一共振弹簧和第二共振弹簧之间，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上，压电陶瓷片的中部安装在振动滑块上，
当列车的振动通过铁轨施加在主驱动杆的一端时，列车的振动通过行程变换机构的主驱动杆、驱动连接杆、辅驱动杆、震动驱动杆传递到小箱体上，列车的振动通过行程变换机构的行程幅度放大，带动小箱体大幅度的上下震动，并通过小箱体带动小箱体内的振动滑块和压电陶瓷片大幅度的上下震动，振动不断的进行下去，在压电陶瓷片的两个电极不断的输出交变电流，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能，
本发明的有益效果是：通过行程变换机构和压电共振发电机构构成的质能转换装置，可将列车的振动动能转化电能，构成了远程监控设备的自发电系统，为线路状况远程监控设备提供能量，即节约了能源，又可使位于偏远山区远程监控设备在无人管理的情况长期自动运行。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构剖视图。
具体实施方式：
在图1中，一个由大箱体4、行程变换机构和压电共振发电机构构成的质能转换装置，行程变换机构和压电共振发电机构都设置在大箱体4中，
行程变换机构安装在大箱体4的上部，压电共振发电机构安装在大箱体4的下部，
行程变换机构由主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5、震动驱动杆1-11构成，主驱动杆1-1的一端设置在一条铁轨的下方，主驱动杆1-1的中部通过第一连接轴1-2与设置在大箱体4上部的第一支撑柱1-3相连接，主驱动杆1-1的另一端通过第二连接轴1-4与驱动连接杆1-5的上端相连接，驱动连接杆1-5的下端通过第三连接轴1-6与辅驱动杆1-7的一端相连接，辅驱动杆1-7的中部通过第四连接轴1-8与安装在大箱体4上部的第二支撑柱1-9相连接，辅驱动杆1-7的另一端通过第五连接轴1-10与震动驱动杆1-11的上端相连接，震动驱动杆1-11的下端通过第六连接轴3-2与安装在小箱体3-1上端的箱体连接板3-3相连接，
压电共振发电机构设置在小箱体3-1内，由一个振动滑块3-6、一个压电陶瓷片3-7、第一共振弹簧3-4、第二共振弹簧3-5构成，
第一共振弹簧3-4的上端安装在小箱体3-1的上面，第二共振弹簧3-5的下端安装在小箱体3-1的下面，振动滑块3-6设置在第一共振弹簧3-4和第二共振弹簧3-5之间，压电陶瓷片3-7的两端安装在小箱体3-1上，压电陶瓷片3-7的中部安装在振动滑块3-6上，
当列车的振动通过铁轨施加在主驱动杆1-1的一端时，列车的振动通过行程变换机构的主驱动杆1-1、驱动连接杆1-5、辅驱动杆1-7、震动驱动杆1-11传递到小箱体3-1上，列车的振动通过行程变换机构的行程幅度放大，带动小箱体3-1大幅度的上下震动，并通过小箱体3-1带动小箱体3-1内的振动滑块3-6和压电陶瓷片3-7在第一共振弹簧3-4和第二共振弹簧3-5之间大幅度的上下震动，并通过小箱体3-1带动小箱体3-1内的振动滑块3-6和压电陶瓷片3-7大幅度的上下震动，振动不断的进行下去，在压电陶瓷片3-7的两个电极不断的输出交变电流，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。

Claims (1)

1.一种压电震动铁路运营远程监测质能转换装置，由一个大箱体、一个行程变换机构和一个压电共振发电机构构成，行程变换机构和压电共振发电机构都设置在大箱体中，行程变换机构安装在大箱体的上部，压电共振发电机构安装在大箱体的下部，其特征是：行程变换机构由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个小箱体和一个震动驱动杆构成，主驱动杆的一端设置在一条铁轨的下方，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与震动驱动杆的上端相连接，震动驱动杆的下端与小箱体的上端相连接，震动驱动杆的下端通过第六连接轴与小箱体上端的箱体连接板相连接，
压电共振发电机构设置在小箱体内，由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一共振弹簧、第二共振弹簧构成，
第一共振弹簧的上端安装在小箱体的上面，第二共振弹簧的下端安装在小箱体的下面，振动滑块设置在第一共振弹簧和第二共振弹簧之间，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上，压电陶瓷片的中部安装在振动滑块上。
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