CN106523312B - 一种基于液压系统的减速带发电装置 - Google Patents

一种基于液压系统的减速带发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于液压系统的减速带发电装置，包括减速带系统、液压系统和机械系统；减速带系统包括上承压板、下承压板、弹簧、缸筒顶杆和活塞；弹簧支撑在上承压板和下承压板之间，弹簧内设有缸筒；缸筒包括外缸筒，外缸筒内部围绕形成内缸筒，活塞位于内缸筒中；上承压板通过缸筒顶杆连接活塞；外缸筒底部设有外置出油和外置进油口；上承压板设置于减速带下方；减速带系统通过液压系统连接用于发电的机械系统。本发明实现高速公路路面振动能量的充分回收利用，实现能量的转化，节约用电成本，提高经济效益。

Description

一种基于液压系统的减速带发电装置
技术领域
本发明属于液压发电技术领域，具体涉及一种基于液压系统的减速带发电装置。
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，因此，在必要的路段设置减速带缓冲装置可以有效的降低车辆行驶速递，预防交通事故的发生。
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能给目前研究的重点问题。
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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于液压系统的减速带发电装置，以解决现有高速公路振动能量回收转化为电能的发电技术及发电方式中，发电系统复杂繁重，发电效率低的问题。该装置可以设埋在高速公路收费站进出站口路面下或者小区学校大门口的车辆进出口位置，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。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于液压系统的减速带发电装置，包括减速带系统、液压系统和机械系统；减速带系统包括上承压板、下承压板、弹簧、缸筒顶杆和活塞；弹簧支撑在上承压板和下承压板之间，弹簧内设有缸筒；缸筒包括外缸筒，外缸筒内部围绕形成内缸筒，活塞位于内缸筒中；上承压板通过缸筒顶杆连接活塞；外缸筒底部设有外置出油和外置进油口；上承压板设置于减速带下方；减速带系统通过液压系统连接用于发电的机械系统。
进一步的，液压系统包括三位四通电磁阀、单向节流阀、第一分流阀、液控单向阀、第一液压缸、第二液压缸、液控单向阀、第二分流阀和节流阀；三位四通电磁阀的P口通过第一单向阀连接外置出油口；三位四通电磁阀的T口通过第二单向阀连接外置进油口；三位四通电磁阀的A口通过节流阀分成两路，分别连接第一分流阀和第二分流阀；节流阀并联有单向节流阀；第一分流阀通过液控单向阀连接第一液压缸的第一液压口，第二分流阀通过液控单向阀连接第二液压缸的第一液压口；第一液压缸的第二液压口和第二液压缸的第二液压口连接三位四通电磁阀的B口。
进一步的，机械系统包括第一齿条顶杆、第一棘轮、增速器、配重轮、发电机、行程开关、第二棘轮和第二齿条顶杆；第一液压缸的活塞杆连接第一齿条顶杆，第一齿条顶杆与第一棘轮啮合；第二液压缸的活塞杆连接第二齿条顶杆，第二齿条顶杆与第二棘轮啮合；第一棘轮的转动轴和第二棘轮的转动轴相互连接且位于同一直线上；第一棘轮的转动轴连接增速器的输入端，增速器的输出端通过配重轮连接发电机。
进一步的，第一棘轮和第二棘轮反向安装。
进一步的，外缸筒底部还设有连通内缸筒的第一内置油口和第二内置油口。
进一步的，缸筒顶杆与上承压板为一体式结构，缸筒底部与下承压板为一体式结构。
进一步的，第一齿条顶杆和第二齿条顶杆中一个的旁侧设有行程开关，所述行程开关连接三位四通电磁阀，用于控制三位四通电磁阀进行油路换向。
与现有存在的技术相比，本发明的具有下列优点：
本发明结构简单，方便设计制造；通过合理设置减速带系统，能够充分利用汽车通过减速带时所产生的动能。
进一步的，液压系统可以自动调整液压流量保证两个缸体速度同步，保证了齿轮旋转稳定性；
进一步的，液压系统直接有液压缸驱动齿轮旋转提高机械传动的做功效率；
进一步的，传动机构能够大幅度减少轴因转动方向突然改变而产生的冲击，有效避免机械部件遭到破坏；
进一步的，在液压缸伸缩过程中均能实现齿轮的旋转，实现了机械能与电能的充分转换。
本发明实现高速公路路面振动能量的充分回收利用，实现能量的转化，节约用电成本，提高经济效益。
附图说明
图1是本发明一种基于液压系统的减速带发电装置的电磁阀处于中位的结构示意图。
图2是本发明一种基于液压系统的减速带发电装置的电磁阀处于左位的结构示意图。
图3是本发明一种基于液压系统的减速带发电装置的电磁阀处于右位的结构示意图。
其中：1、三位四通电磁阀；2、单向节流阀；3、分流阀；4、液控单向阀；5、第一液压缸；6、第一齿条顶杆；7、第一棘轮；8、增速器；9、配重轮；10、发电机；11、行程开关；12、第二棘轮；13、第二齿条顶杆；14、第二液压缸；15、液控单向阀；16、分流阀；17、节流阀；18、外置出油口；19、第一内置油口；20、下承压板；21、第二内置油口；22、外置进油口；23、缸筒顶杆；24、活塞；25、上承压板；26、弹簧；27、单向阀；28、单向阀。
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所示，本发明一种基于液压系统的减速带发电装置，包括:三位四通电磁阀1；单向节流阀2；分流阀3；液控单向阀4；第一液压缸5；第一齿条顶杆6；第一棘轮7；增速器8；配重轮9；发电机10；行程开关11；第二棘轮12；第二齿条顶杆13；第二液压缸14；液控单向阀15；分流阀16；节流阀17；外置出油口18；第一内置油口19；下承压板20；第二内置油口21；外置进油口22；缸筒顶杆23；活塞24；上承压板25；弹簧26；单向阀27；单向阀28。
本发明一种基于液压系统的减速带发电装置，包括减速带系统、液压系统和机械系统。
减速带系统包括上承压板25、下承压板20、弹簧26、缸筒顶杆23和活塞24；弹簧26支撑在上承压板25和下承压板20之间，弹簧26内设有缸筒；缸筒包括外缸筒，外缸筒内部围绕形成内缸筒，活塞24位于内缸筒中；上承压板25通过缸筒顶杆23连接活塞24。外缸筒底部设有外置出油口18和外置进油口22；外缸筒底部还设有连通内缸筒的第一内置油口19和第二内置油口21。
液压系统包括三位四通电磁阀1、单向节流阀2、分流阀3、液控单向阀4、第一液压缸5、第二液压缸14、液控单向阀15、分流阀16和节流阀17；
三位四通电磁阀1的P口通过第一单向阀27连接外置出油口18；三位四通电磁阀1的T口通过第二单向阀28连接外置进油口22；三位四通电磁阀1的A口通过节流阀17分成两路，分别连接分流阀3和分流阀16；节流阀17并联有单向节流阀2；分流阀3通过液控单向阀4连接第一液压缸5的第一液压口，分流阀16通过液控单向阀15连接第二液压缸14的第一液压口。第一液压缸5的第二液压口和第二液压缸14的第二液压口连接三位四通电磁阀1的B口。
机械系统包括第一齿条顶杆6、第一棘轮7、增速器8、配重轮9、发电机10、行程开关11、第二棘轮12和第二齿条顶杆13；第一液压缸5的活塞杆连接第一齿条顶杆6，第一齿条顶杆6与第一棘轮7啮合；第二液压缸14的活塞杆连接第二齿条顶杆13，第二齿条顶杆13与第二棘轮12啮合；第一棘轮7的转动轴和第二棘轮12的转动轴相互连接且位于同一直线上；第一棘轮7的转动轴连接增速器8的输入端，增速器8的输出端通过配重轮9连接发电机10。第一棘轮7和第二棘轮12反向安装。
图1为本发明在三位四通换向阀处于中位时的工作原理图，车辆路过时对上承压板25施加压力推动顶杆23向下运动推动活塞24下移，内缸筒的液压油挤压外缸筒的液压油，液压油流动出缸体经过换向阀1，此刻换向阀处于中位液压油直接流回缸体。此刻液压系统与机械系统不工作。
图2图3为本发明在三位四通换向阀处于左工位右工位时的工作原理图，箭头方向分别为液压油的流动方向，系统工作时，车辆路过时对上承压板25施加压力推动顶杆23向下运动推动活塞24下移，内缸筒的液压油挤压外缸筒的液压油，液压油流动出缸体经过单向阀27进入进油路流入换向阀1，通过单向节流阀2、分流阀3、液控单向阀4所述单向节流阀用于调节液压缸活塞的运动速度，所述分流阀实现两个液压缸同步运动，液压油到达第一液压缸5和第二液压缸14，第一齿条顶杆6和第二齿条顶杆13为齿条状，分别同第一棘轮7和第二棘轮12相互啮合，两个棘轮进行相反方向安装，当换三位四通阀处于左工位时，液压缸伸出齿条与棘轮啮合带动增速器旋转，当齿条伸到一定位置时碰触设置的行程开关，反馈信号给三位四通阀，切换到右工位，液压缸收缩此时的液压油经过单向阀28流入缸筒，另一对齿条与棘轮啮合带动轴旋转，增速器旋转，液压缸顶杆的齿条伸出收缩实现单个棘轮与齿条啮合旋转，另一对啮合实现空转。实现往复直线运动转化为单向圆周运动，保证同轴连接的增速器8的齿轮反复运动，通过偏重轮9实现恒速转动，带动电机10运转实现发电。
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的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于液压系统的减速带发电装置，其特征在于，包括减速带系统、液压系统和机械系统；
减速带系统包括上承压板(25)、下承压板(20)、弹簧(26)、缸筒顶杆(23)和活塞(24)；弹簧(26)支撑在上承压板(25)和下承压板(20)之间，弹簧(26)内设有缸筒；缸筒包括外缸筒，外缸筒内部围绕形成内缸筒，活塞(24)位于内缸筒中；上承压板(25)通过缸筒顶杆(23)连接活塞(24)；外缸筒底部设有外置出油和外置进油口(22)；上承压板(25)设置于减速带下方；
减速带系统通过液压系统连接用于发电的机械系统；
液压系统包括三位四通电磁阀(1)、单向节流阀(2)、第一分流阀(3)、第一液控单向阀(4)、第一液压缸(5)、第二液压缸(14)、第二液控单向阀(15)、第二分流阀(16)和节流阀(17)；
三位四通电磁阀(1)的P口通过第一单向阀(27)连接外置出油口(18)；三位四通电磁阀(1)的T口通过第二单向阀(28)连接外置进油口(22)；三位四通电磁阀(1)的A口通过节流阀(17)分成两路，分别连接第一分流阀(3)和第二分流阀(16)；节流阀(17)并联有单向节流阀(2)；第一分流阀(3)通过第一液控单向阀(4)连接第一液压缸(5)的第一液压口，第二分流阀(16)通过第二液控单向阀(15)连接第二液压缸(14)的第一液压口；第一液压缸(5)的第二液压口和第二液压缸(14)的第二液压口连接三位四通电磁阀(1)的B口；
机械系统包括第一齿条顶杆(6)、第一棘轮(7)、增速器(8)、配重轮(9)、发电机(10)、行程开关(11)、第二棘轮(12)和第二齿条顶杆(13)；第一液压缸(5)的活塞杆连接第一齿条顶杆(6)，第一齿条顶杆(6)与第一棘轮(7)啮合；第二液压缸(14)的活塞杆连接第二齿条顶杆(13)，第二齿条顶杆(13)与第二棘轮(12)啮合；第一棘轮(7)的转动轴和第二棘轮(12)的转动轴相互连接且位于同一直线上；第一棘轮(7)的转动轴连接增速器(8)的输入端，增速器(8)的输出端通过配重轮(9)连接发电机(10)；
外缸筒底部还设有连通内缸筒的第一内置油口(19)和第二内置油口(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的减速带发电装置，其特征在于，第一棘轮(7)和第二棘轮(12)反向安装。
3.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的减速带发电装置，其特征在于，缸筒顶杆与上承压板为一体式结构，缸筒底部与下承压板为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的减速带发电装置，其特征在于：第一齿条顶杆(6)和第二齿条顶杆(13)中一个的旁侧设有行程开关，所述行程开关连接三位四通电磁阀(1)，用于控制三位四通电磁阀(1)进行油路换向。
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