CN105370522A - 一种液压发电减速带 - Google Patents

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孙金栋
周晶晶
魏晨晨
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Abstract

本发明涉及发电装置技术领域,尤其涉及一种液压发电减速带,包括:减速带系统,包括减速带本体、支撑底座和设于支撑底座与减速带本体之间的第一液压缸,第一液压缸的第一活塞杆顶压减速带本体或与减速带本体连接、第一缸筒的侧壁在靠近支撑底座处开设第一油口;发电系统,包括基座、第二液压缸、齿条、与齿条相啮合的齿轮和与齿轮连接的发电机,第二液压缸的第二活塞杆与齿条连接、第二缸筒的侧壁在靠近基座处开设第二油口,第二油口与第一油口通过管道连通,基座上设有可带动第二活塞杆沿指向第二缸筒的方向移动的拉伸弹簧。在减速带本体上、下运动的过程中均能使发电机发电,并由第二液压缸将第一液压缸的压力放大,具有较强的发电能力。

Description

一种液压发电减速带
技术领域
本发明涉及发电装置技术领域,尤其涉及一种液压发电减速带。
背景技术
减速带是为了控制道路上行驶车辆的行车速度而安装在道路上的交通设施。在城市、乡村道路上使用的大多是固定式减速带,其形状为条状,材质是高强耐磨橡胶基体或铸铁,采用锚固技术用螺丝牢固地固定于地面。这种固定式减速带功能单一,仅起到缓冲减速的作用。
目前,有一些关于将减速带与发电装置结合起来以利用行驶车辆作为动力发电的研究成果,但大多数都是属于机械式发电减速带,即把减速带与机械发电系统结合为一体,机械发电系统置于减速带下面,利用减速带上下移动带动机械发电系统发出电来。机械式发电减速带存在体积大、机械结构复杂、运行噪声大、机械稳定性差等问题。
专利号CN204436710U的专利公开了一种新型节能压电减速带式能量回收系统,该系统在减速带本体的下端设有两个与减速带本体垂直且向下延伸的柱状立杆,柱状立杆的下端套设有在油缸内作为油缸的柱塞,柱状立杆位于减速带与油缸之间的空间外套设有弹簧,油缸的下端设有一个出油孔,出油孔的外端与之连通设有一个油管,油管上设有一个液压马达,液压马达带动有发电机,液压马达的另一端连通有油箱。当行驶车辆经过减速带时,减速带在车辆重力的压力下向下运动,带动柱状立杆和柱塞向下运动,从而往外挤压油缸内的液压油,被挤出的液压油经液压马达形成发电的动力。
上述新型节能压电减速带式能量回收系统虽然能够利用行驶车辆经过减速带时对减速带的作用力作为动力发电,但是由于车辆经过减速带时减速带的上下振动幅度很小,导致油缸中柱塞的实际行程较小,使得液压马达的动力源较小,因此该系统的发电能力较弱,行驶车辆对减速带碾压力的利用率低,
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是现有的节能压电减速带式能量回收系统发电能力较弱、行驶车辆对减速带碾压力的利用率低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种液压发电减速带,包括:减速带系统,包括减速带本体、与减速带本体相对设置且位于减速带本体下方的支撑底座和设于支撑底座与减速带本体之间的第一液压缸,第一液压缸包括设于支撑底座的第一缸筒、设于第一缸筒内的第一活塞和一端与第一活塞连接且另一端顶压减速带本体或与减速带本体连接的第一活塞杆,第一缸筒的侧壁在靠近支撑底座处开设第一油口;发电系统,包括基座、第二液压缸、齿条、与齿条相啮合的齿轮和与齿轮连接的发电机,第二液压缸包括设于基座的第二缸筒、设于第二缸筒内的第二活塞和一端与第二活塞连接且另一端与齿条连接的第二活塞杆,第二缸筒的侧壁在靠近基座处开设第二油口,第二油口与第一油口通过管道连通,基座上设有可带动第二活塞杆沿指向第二缸筒的方向移动的拉伸弹簧。
根据本发明,减速带系统还包括:设于支撑底座与减速带本体之间的压缩弹簧,压缩弹簧弹性顶压支撑底座和减速带本体。
根据本发明,减速带系统还包括:垂直设于支撑底座的止动杆,止动杆的高度不小于第一活塞位于第一缸筒的底部时减速带本体与支撑底座之间的距离。
根据本发明,止动杆的顶端设有缓冲垫。
根据本发明,拉伸弹簧的一端与基座连接,其另一端与第二活塞杆或齿条连接。
根据本发明,第二油口与第一油口通过油压管连通。
根据本发明,发电系统还包括:增速箱,增速箱的输入轴与齿轮连接,其输出轴与发电机连接。
根据本发明,还包括:电能储存系统,电能储存系统包括控制器和蓄电池,控制器的输入端与发电机连接,其输出端与蓄电池的输入端连接。
根据本发明,电能储存系统还包括:逆变器,逆变器的输入端与蓄电池的输出端连接,其输出端连接用电器。
根据本发明,还包括:发电控制箱,发电系统和电能储存系统均设于发电控制箱内。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:
本发明的液压发电减速带在减速带本体上、下运动的过程中均能使齿条发生位移而带动发电机发电,并且通过第一液压缸和第二液压缸连通形成两级液压传递系统,由第二液压缸将第一液压缸的压力放大并传递至齿条,从而增加齿条来回运动的距离、增加齿轮的旋转圈数,进而提高发电机的发电量。因此本实施例的液压发电减速带能够提高行驶车辆对减速带本体碾压力的利用率,具有较强的发电能力。
附图说明
图1是本发明实施例的液压发电减速带的结构示意图。
图中:1:减速带本体;2:支撑底座;3:第一液压缸;31:第一缸筒;32:第一活塞;33:第一活塞杆;34:第一油口;4:基座;5:第二液压缸;51:第二缸筒;52:第二活塞;53:第二活塞杆;54:第二油口;6:齿条;7:齿轮;8:增速箱;9:管道;10:拉伸弹簧;11:压缩弹簧;12:止动杆;13:发电机;14:控制器;15:蓄电池;16:逆变器;17:用电器;18:发电控制箱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明的液压发电减速带的一种实施例,其包括:减速带系统和发电系统。其中,减速带系统包括减速带本体1、支撑底座2和第一液压缸3。支撑底座2与减速带本体1相对设置,并且,支撑底座2位于减速带本体1的下方。第一液压缸3设于支撑底座2与减速带本体1之间,第一液压缸3包括第一缸筒31、第一活塞32和第一活塞杆33,第一缸筒31设于支撑底座2上,第一缸筒31的侧壁在靠近支撑底座2处开设第一油口34;第一活塞32设于第一缸筒31内;第一活塞杆33的一端与第一活塞32连接,第一活塞杆33的另一端顶压减速带本体1,或者,第一活塞杆33的另一端与减速带本体1连接,即,第一活塞杆33可以与减速带本体1连接,也可以与减速带本体1不连接,两种方式均可实现减速带本体1向下运动时带推动第一活塞杆33向下运动、第一活塞杆33向上运动时则推动减速带本体1向上运动。第一活塞杆33可以与减速带本体1通过螺栓连接。发电系统包括基座4、第二液压缸5、齿条6、齿轮7和发电机13。齿轮7与齿条6相啮合,发电机13与齿轮7连接。第二液压缸5包括第二缸筒51、第二活塞52和第二活塞杆53,第二缸筒51设于基座4,第二缸筒51的侧壁在靠近基座4处开设第二油口54,第二油口54与第一油口34通过管道9连通;第二活塞52设于第二缸筒51内;第二活塞杆53的一端与第二活塞52连接,第二活塞杆53的另一端与齿条6的端部连接。第二活塞杆53可带动齿条6发生沿齿条6长度方向的位移,第二活塞杆53的另一端与齿条6的端部可通过螺栓连接。基座4上设有拉伸弹簧10,拉伸弹簧10可带动第二活塞杆53沿指向第二缸筒51的方向移动。
本实施例的上述液压发电减速带,减速带本体1在行驶车辆经过时在车辆的重力作用下向下运动,并推动第一液压缸3的第一活塞杆33向下运动,使得第一活塞32对第一缸筒31内的液压油产生挤压,被挤压的液压油经过管道9流入第二液压缸4的第二缸筒51内,并推动第二活塞52带动第二活塞杆53沿离开第二缸筒51的方向运动,从而带动齿条6发生位移,进而由齿条6的位移带动齿轮7旋转,并由齿轮7的转动带动发电机13转动发电。当车辆对减速带本体1的作用力消失后,第二活塞52不再受到液压油的压力,第二活塞杆53会在拉伸弹簧10的拉力作用下沿指向第二缸筒51的方向运动,从而带动齿条6运动,进而带动发电机13转动发电,同时使得第二活塞52对第二缸筒51内的液压油产生挤压,使第二缸筒51内的液压油经过管道9流入第一缸筒31内,并推动第一活塞32带动第一活塞杆33向上运动,从而带动减速带本体1向上运动至回复到正常位置。由此,本实施例的液压发电减速带在减速带本体1上、下运动的过程中均能使齿条6发生位移而带动发电机13发电,并且通过第一液压缸3和第二液压缸5连通形成两级液压传递系统,由第二液压缸5将第一液压缸3的压力放大并传递至齿条6,从而增加齿条6来回运动的距离、增加齿轮7的旋转圈数,进而提高发电机13的发电量。因此本实施例的液压发电减速带能够提高行驶车辆对减速带本体1碾压力的利用率,具有较强的发电能力。
进一步,在本实施例中,减速带系统还包括压缩弹簧11,压缩弹簧11设于支撑底座2与减速带本体1之间,压缩弹簧11弹性顶压支撑底座2和减速带1,即,压缩弹簧11的一端抵靠支撑底座2,压缩弹簧11的另一端抵靠减速带本体1。一方面,在车辆对减速带本体1的作用力消失后,压缩弹簧11可以向上顶压减速带本体1,使减速带本体1向上运动,由此与拉伸弹簧10共同作用,使得减速带本体1快速回复至正常位置;另一方面,在车辆经过减速带本体1对其产生压力作用时,压缩弹簧11可以起到缓冲的作用,避免减速带本体1发生向下的快速冲击,降低车辆的振动,保证安全,并提高车内乘员的舒适度。在本实施例中,第一液压缸3的两侧分别设有2根压缩弹簧11。当然,压缩弹簧的数量并不局限于本实施例,可以根据减速带本体的尺寸及安装减速带本体的道路的实际情况进行选择设置。
进一步,在本实施例中,减速带系统还包括止动杆12,止动杆12垂直设于支撑底座2上,止动杆12的高度不小于第一活塞32位于第一缸筒31的底部时减速带本体1与支撑底座2之间的距离。由此避免在车辆经过减速带本体1,第一活塞32向下运动时对第一缸体31的底部造成冲击,从而防止第一液压缸3损坏,延长第一液压缸3的使用寿命。在本实施例中,止动杆12为钢柱,间隔地设有6根。当然,止动杆的数量并不局限于本实施例,可以根据减速带本体的尺寸及安装减速带本体的道路的实际情况进行选择设置。
进一步,在本实施例中,止动杆12的顶端设有缓冲垫。缓冲垫为橡胶垫或聚四氟乙烯垫,由此减缓减速带本体1向下运动冲击止动杆12时的冲击力和碰撞噪音。
进一步,在本实施例中,拉伸弹簧10的一端与基座4连接,拉伸弹簧10的另一端与第二活塞杆53或齿条6连接。即,拉伸弹簧10既可设于基座4与第二活塞杆53之间,而直接带动第二活塞杆53沿指向第二缸筒51的方向运动;也可设于基座4与齿条6之间,通过带动齿条6沿指向基座4的方向运动而间接带动第二活塞杆53沿指向第二缸筒51内部的方向运动。拉伸弹簧10与第二液压缸4及齿条6平行设置。在本实施例中,拉伸弹簧10设有2根。当然,拉伸弹簧的数量并不局限于本实施例,可以根据第二液压缸的尺寸及行程进行选择设置。
进一步,在本实施例中,第二液压缸5的第二油口54与第一液压缸3的第一油口34通过油压管连通。油压管能够对液压油的压力进行高效传递。
进一步,在本实施例中,发电系统还包括增速箱8,增速箱8的输入轴与齿轮7连接,增速箱8的输出轴与发电机13连接。本实施例的增速箱8采用齿轮增速箱,通过增速箱8可将齿轮7的转速放大数倍后再传递至发电机13。
进一步,本实施例的液压发电减速带还包括电能储存系统,电能储存系统包括控制器14和蓄电池15,控制器14的输入端与发电机13连接,控制器14的输出端与蓄电池15的输入端连接。控制器14起到过充、过放及过载保护的作用。由此可由蓄电池15对发电机13产生电能进行储存。
进一步,在本实施例中,电能储存系统还包括逆变器16,逆变器16的输入端与蓄电池15的输出端连接,逆变器16的输出端连接用电器17。由此,蓄电池15储存的电能可经逆变器16输送给需要用电的用电器17,用电器17可以是路灯、信号灯、LED显示屏、广告灯等道路设施。
进一步,本实施例的液压发电减速带还包括发电控制箱18,发电系统和电能储存系统均设于发电控制箱内18。将发电系统和电能储存系统集成布置于发电控制箱18内,有利于发电系统和电能储存系统的放置,发电控制箱18可放置在安装减速带系统的道路的两侧,可以放置于地面上,也可以放置于地面下。
具体地,本实施例的液压发电减速带各组成部件的尺寸为:减速带本体1的材质采用高强耐磨橡胶基体或铸铁,尺寸为250mm×350mm×15mm(长度×宽度×高度)。压缩弹簧11为普通圆柱螺旋压缩弹簧,压缩弹簧11的直径d=12mm、中径D=70mm、有效圈数n=8.5、刚度F’=70N/mm。第一液压缸3的内径为100mm、有效行程为25mm、可承受最大压强为8MPa。支撑底座2材质采用铸铁板或钢板,尺寸为250mm×350mm×20mm(长度×宽度×高度)。止动杆12的直径为12mm、高度等于第一活塞32接触第一缸筒31的底部时减速带本体1与支撑底座2之间的距离,止动杆12顶端的缓冲垫的厚度为5mm。第二液压缸的内径为30mm、有效行程为300mm、可承受最大压强为8MPa。油压管采用内径为8mm的强压塑料管道。拉伸弹簧10的直径d=1.6mm、中径D=18mm、有效圈数n=10.5。齿条6为厚5mm、有效长度350mm的长齿条。齿轮7采用标准齿轮,齿轮7的齿数z=17、模数m=1、分度圆直径为17mm。增速箱8采用齿轮增速,可将齿轮7的转速增大12倍。控制器14的额定充电电流为15A、额定放电电流为15A、额定输出电压为DC24V、额定输出功率为1000W。蓄电池15采用额定充放电电压为DC24V、容量为14AH的铅酸蓄电池。逆变器16采用输入电压为DC24V、输出电压为AC220V/50Hz、额定功率为1000W的逆变器。当然,本发明的液压发电减速带的各个组成部件的尺寸并不局限于本实施例,可根据实际情况进行设置。
综上所述,本实施例的液压发电减速带,在减速带本体1上、下运动的过程中均能使齿条6发生位移而带动发电机13发电,并且通过第一液压缸3和第二液压缸5连通形成两级液压传递系统,由第二液压缸5将第一液压缸3的压力放大并传递至齿条6,从而增加齿条6来回运动的距离、增加齿轮7的旋转圈数,进而提高发电机13的发电量。因此本实施例的液压发电减速带能够提高行驶车辆对减速带本体1碾压力的利用率,具有较强的发电能力。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液压发电减速带,其特征在于,包括:
减速带系统,包括减速带本体(1)、与所述减速带本体(1)相对设置且位于所述减速带本体(1)下方的支撑底座(2)和设于所述支撑底座(2)与所述减速带本体(1)之间的第一液压缸(3),所述第一液压缸(3)包括设于所述支撑底座(2)的第一缸筒(31)、设于所述第一缸筒(31)内的第一活塞(32)和一端与所述第一活塞(32)连接且另一端顶压所述减速带本体(1)或与所述减速带本体(1)连接的第一活塞杆(33),所述第一缸筒(31)的侧壁在靠近所述支撑底座(2)处开设第一油口(34);
发电系统,包括基座(4)、第二液压缸(5)、齿条(6)、与所述齿条(6)相啮合的齿轮(7)和与所述齿轮(7)连接的发电机(13),所述第二液压缸(5)包括设于所述基座(4)的第二缸筒(51)、设于所述第二缸筒(51)内的第二活塞(52)和一端与所述第二活塞(52)连接且另一端与所述齿条(6)连接的第二活塞杆(53),所述第二缸筒(51)的侧壁在靠近所述基座(4)处开设第二油口(54),所述第二油口(54)与所述第一油口(34)通过管道(9)连通,所述基座(4)上设有可带动所述第二活塞杆(53)沿指向所述第二缸筒(51)的方向移动的拉伸弹簧(10)。
2.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,所述减速带系统还包括:设于所述支撑底座(2)与所述减速带本体(1)之间的压缩弹簧(11),所述压缩弹簧(11)弹性顶压所述支撑底座(2)和所述减速带本体(1)。
3.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,所述减速带系统还包括:垂直设于所述支撑底座(2)的止动杆(12),所述止动杆(12)的高度不小于所述第一活塞(32)位于所述第一缸筒(31)的底部时所述减速带本体(1)与所述支撑底座(2)之间的距离。
4.根据权利要求3所述的液压发电减速带,其特征在于,所述止动杆(12)的顶端设有缓冲垫。
5.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,所述拉伸弹簧(10)的一端与所述基座(4)连接,其另一端与所述第二活塞杆(53)或所述齿条(6)连接。
6.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,所述第二油口(54)与所述第一油口(34)通过油压管连通。
7.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,所述发电系统还包括:增速箱(8),所述增速箱(8)的输入轴与所述齿轮(7)连接,其输出轴与所述发电机(13)连接。
8.根据权利要求1所述的液压发电减速带,其特征在于,还包括:电能储存系统,所述电能储存系统包括控制器(14)和蓄电池(15),所述控制器(14)的输入端与所述发电机(13)连接,其输出端与所述蓄电池(15)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的液压发电减速带,其特征在于,所述电能储存系统还包括:逆变器(16),所述逆变器(16)的输入端与所述蓄电池(15)的输出端连接,其输出端连接用电器(17)。
10.根据权利要求8所述的液压发电减速带,其特征在于,还包括:发电控制箱(18),所述发电系统和所述电能储存系统均设于所述发电控制箱(18)内。
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