CN106121944B - 一种沥青路面基于液压系统的发电装置及其发电方法 - Google Patents

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    • 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
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    • 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

本发明公开了一种沥青路面基于液压系统的发电装置及其发电方法，包括振动能量收集系统、正弦机构和发电系统；振动能量收集系统包括液压囊、液压缸和电磁换向阀；液压囊的一端经过单向阀与电磁换向阀的第一入口相连；电磁换向阀的第一出口与液压缸的一端相连；液压缸的另一端与电磁换向阀的第二入口相连，电磁换向阀的第二出口经过单向阀与液压囊的另一端相连；振动能量收集系统通过正弦机构连接发电系统。本发明巧妙的将液压系统和正弦机构结合，将液压系统埋在沥青路面下方，通过车辆驶过的振动能量压迫液压系统，使得液压油输出通过正弦机构带动发电系统发电；本发明方便掩埋在沥青路面下，结构简单；实现高速公路路面振动能量的回收利用。

Description

一种沥青路面基于液压系统的发电装置及其发电方法
技术领域
本发明涉及一种沥青路面基于液压系统的发电装置及其发电方法。
背景技术
随着我国道路系统建设日益完善，人民生活水平的逐步提高，人们的购买能力逐渐增强，道路机动车数量越来越多，道路车流量在不断增加。由于路面的不平度，车辆行走过程中将不断产生振动能量。因此如果我们能够把车辆行走过程中产生的振动能量回收利用并使其转化为电能利用起来，将会为我们节约用电量从而为社会带来巨大经济效益。
在高速公路事故易发地段交通管制部分会设置大量的缓冲减速装置，当车辆经过时会产生巨大的振动能量，如何把把能量高效的收集转化利用，以实现高效的电能转化，为目前研究的重点问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沥青路面基于液压系统的发电装置及其发电方法，以解决高速公路中振动能量回收转化为电能的发电技术和发电方式的用电问题。该装置可以设埋在高速收费站进出站口路面下，利用汽车经过高速公路路障时碾压提前埋置在路面下的液压设备经过转化系统供给给用电设备。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种沥青路面基于液压系统的发电装置，包括振动能量收集系统、正弦机构和发电系统；
振动能量收集系统包括液压囊、液压缸和电磁换向阀；液压囊的一端经过第一单向阀与电磁换向阀的第一入口相连；电磁换向阀的第一出口与液压缸的一端相连；液压缸的另一端经过第二单向阀与电磁换向阀的第二入口相连，电磁换向阀的第二出口与液压囊的另一端相连；
振动能量收集系统通过正弦机构连接发电系统。
进一步的，若干液压囊通过连接件并联连接形成液压囊组，液压囊上设置有出油口和进油口。
进一步的，在液压缸和电磁换向阀的第二入口之间设置有缓冲室；电磁换向阀的第一出口与液压缸之间设置有蓄能器。
进一步的，正弦机构由液压缸的活塞杆、滑槽和旋转轮组成，液压缸的活塞杆连接滑槽，滑槽竖直设置，滑槽的延伸方向与活塞杆垂直设置；旋转轮上固定有一个滑块，滑块设置于滑槽内。
进一步的，发电系统包括增速器、配重轮和发电机；旋转轮的主轴连接增速器的齿轮主轴，增速器的主轴连接有配重轮；配重轮的主轴连接发电机。
进一步的，旋转轮的两侧对应位置设置有连接电磁换向阀的第一光电开关(14)和第二光电开关(17)；旋转轮上设置有用于通过第一光电开关和第二光电开关使电磁换向阀中油路换向的挡块。
一种沥青路面基于液压系统的发电方法，包括以下步骤：
(1)将多个液压囊并联按纵向轨迹铺设在车辆行驶的轨迹方向上于沥青路面下方；
(2)当车辆通过时碾压铺设的液压囊，将振动能量以液压油的形式通过电磁阀输出给液压缸，液压缸的活塞杆伸出，带动滑槽同步运动；
(3)滑槽的运动带动旋转轮的滑块绕旋转轴的主轴转动，从而带动发电系统发电；当旋转轮上的挡块运动到第一光电开关时，信号传递给电磁阀，电磁阀得电油路换向，液压缸顶杆收回；当挡块到达第二光电开关时，信号传递给电磁阀，电磁阀失电转换油路，实现液压缸顶杆的往复运动；
(4)液压缸顶杆的往复运动实现旋转轮的连续旋转，通过发电系统实现发电。
与现有存在的技术相比，本发明的具有以下技术效果：
本发明巧妙的将液压系统和正弦机构结合，将液压系统埋在按纵向轨迹铺设在车辆行驶的轨迹方向上于沥青路面下方，车辆驶过时产生的振动能量通过液压系统转化为液压能，使得液压囊中的液压油经过液压系统输出通过正弦机构带动发电系统发电。本发明方便掩埋在沥青路面下，通过液压系统机械传动机构将振动能量转化为电能，结构简单，方便设计制造；实现高速公路路面振动能量的回收利用，实现能量的转化，节约用电成本。
附图说明
图1是本发明一种沥青路面基于液压系统的发电装置的结构示意图。
图2是本发明的机械运动滑槽的结构示意图。
其中：1、液压囊；2、第一单向阀；3、第二单向阀；4、蓄能器；5、液压缸；6、滑槽；7、旋转轮；8、增速器；9、配重轮10、发电机；11、缓冲室；12、出油口；13、连接件；14、第一光电开关；15、电磁换向阀；16、挡块；17、第二光电开关；18、活塞杆；19、进油口；20、滑块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1，一种沥青路面基于液压系统的发电装置，包括振动能量收集系统、滑槽6、旋转轮7、增速器8、第一光电开关14、第二光电开关17和挡块16；振动能量收集系统与滑槽6相连接；滑槽6上设置有旋转轮7，旋转轮7上设置有挡块16，旋转轮7的主轴还连接有增速器8的齿轮主轴；旋转轮7的两侧对应位置设置有第一光电开关14和第二光电开关17；振动能量收集系统包括液压囊1、第一单向阀2、第二单向阀3、液压缸5、蓄能器4和电磁换向阀15；液压囊1的一端与电磁换向阀15的第一入口通过第一单向阀2相连；电磁换向阀15的第一出口与液压缸5的一端相连，并在两者之间设置有蓄能器4；液压缸5的另一端与电磁换向阀15的第二入口相连，电磁换向阀15的第二出口与液压囊1的另一端相连通过第二单向阀3相连；若干液压囊1通过连接件13并联连接形成液压囊组，液压囊1上设置有出油口12和进油口19；在液压缸5和电磁换向阀15的第二入口之间设置有缓冲室11。增速器8的主轴连接有配重轮9；配重轮9的主轴连接发电机10。
液压缸5的活塞杆18连接滑槽6，滑槽6竖直设置，滑槽6的延伸方向与活塞杆18垂直设置；旋转轮7上固定有一个滑块20，滑块20设置于滑槽6内；液压缸5、滑槽6和旋转轮7构成一个正弦机构。
本发明一种沥青路面基于液压系统的发电方法，包括以下步骤：
(1)将多个液压囊1并联按纵向轨迹铺设在车辆行驶的轨迹方向上于沥青路面下方；
(2)当车辆通过时碾压铺设的液压囊1，将振动能量通过液压油输出，通过第一单向阀2将高压液压油传递给蓄能器4，驱动液压缸5的顶杆向右移动，带动滑槽6的运动；
(3)滑槽6的运动带动旋转轮7的转动，从而带动增速器8转动；当旋转轮7上的挡块运动到第一光电开关14时，信号传递给电磁阀15，电磁阀15得电，油路换向，液压缸5顶杆收回；当挡块16到达光电开关17时，信号传递给电磁阀15，此时电磁阀15失电，转换油路，实现液压缸顶杆的往复运动；
(4)液压缸5顶杆的往复运动实现旋转轮7的连续旋转，通过配重轮9实现电机10的恒速转动，带动发电机10实现发电，通过电机输出电能进行储备应用于用电设备。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照最佳实施例对本发明进行了详细的说明，熟悉本领域的技术人员应当理解，对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案和精神和范围，其均应涵盖在涵盖子在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种沥青路面基于液压系统的发电装置，其特征在于，包括振动能量收集系统、正弦机构和发电系统；
振动能量收集系统包括液压囊(1)、液压缸(5)和电磁换向阀(15)；液压囊(1)的一端经过第一单向阀(2)与电磁换向阀(15)的第一入口相连；电磁换向阀(15)的第一出口与液压缸(5)的一端相连；液压缸(5)的另一端与电磁换向阀(15)的第二入口相连，电磁换向阀(15)的第二出口经过第二单向阀(3)与液压囊(1)的另一端相连；
振动能量收集系统通过正弦机构连接发电系统；
若干液压囊(1)通过连接件(13)并联连接形成液压囊组，液压囊(1)上设置有出油口(12)和进油口(19)；
在液压缸(5)和电磁换向阀(15)的第二入口之间设置有缓冲室(11)；电磁换向阀(15)的第一出口与液压缸(5)之间设置有蓄能器(4)；
正弦机构由液压缸(5)的活塞杆(18)、滑槽(6)和旋转轮(7)组成，液压缸的活塞杆连接滑槽，滑槽竖直设置，滑槽的延伸方向与活塞杆垂直设置；旋转轮上固定有一个滑块，滑块设置于滑槽内；
发电系统包括增速器(8)、配重轮(9)和发电机(10)；旋转轮(7 )的主轴连接增速器(8)的齿轮主轴，增速器(8)的主轴连接有配重轮(9)；配重轮(9)的主轴连接发电机(10)；
旋转轮的两侧对应位置设置有连接电磁换向阀(15)的第一光电开关(14)和第二光电开关(17)；旋转轮上设置有用于通过第一光电开关(14)和第二光电开关(17)使电磁换向阀(15)中油路换向的挡块(16)。
2.一种沥青路面基于液压系统的发电方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种沥青路面基于液压系统的发电装置，包括以下步骤：
(1)将多个液压囊并联按纵向轨迹铺设在车辆行驶的轨迹方向上于沥青路面下方；
(2)当车辆通过时碾压铺设的液压囊，将振动能量以液压油的形式通过电磁阀输出给液压缸，液压缸的活塞杆伸出，带动滑槽同步运动；
(3)滑槽的运动带动旋转轮的滑块绕旋转轴的主轴转动，从而带动发电系统发电；当旋转轮上的挡块运动到第一光电开关时，信号传递给电磁阀，电磁阀得电油路换向，液压缸顶杆收回；当挡块到达第二光电开关时，信号传递给电磁阀，电磁阀失电转换油路，实现液压缸顶杆的往复运动；
(4)液压缸顶杆的往复运动实现旋转轮的连续旋转，通过发电系统实现发电。
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