CN106640566B - 路面压力发电系统及公路压力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种路面压力发电系统及公路压力发电装置，涉及压力发电技术领域，包括多个路面板、路基、活塞可自动弹出的液压缸、油箱以及发电装置；路面板设置在路基的上方，多个路面板相互拼接共同组成发电路面；液压缸有多个，液压缸的底座固定在路基上，液压缸的活塞顶在相邻路面板的拼接处；油箱通过进油管连通液压缸，发电装置通过出油管连通液压缸，发电装置通过液压油的流动运行发电。解决了现有技术中路面发电装置发电效率低且路面不够平稳的技术问题。

Description

路面压力发电系统及公路压力发电装置

技术领域

本发明涉及压力发电技术领域，尤其是涉及一种路面压力发电系统及公路压力发电装置。

背景技术

现如今，全世界都面临能源紧张的困境，尤其在电力方面，各国均在尽可能的利用各种途径来发电以满足需求，目前普遍采用风力、水力、火力、核能、太阳能等来发电，但随着社会的发展，用电量也在剧增，电力供应仍然难以满足实际需求，同时上述取能方式在很大程度上受自然条件的制约，有的不可再生，有的破坏环境，有的设备昂贵，效率低下，不符合当前乃至今后发展的要求，因此通过一些设备运行时产生的附加能量的收集、利用，研究工作原理和结构均较简单的可靠适用新型环保发电装置势在必行。

现有技术中，还开发出一种利用车行驶在路面上，对路面产生的重力势能加以利用来进行发电的装置，如发明专利CN201635942U中提出的主要采用支撑弹簧和滑轮等组成的发电装置，又比如发明专利CN201601572U中提出的主要采用齿轮组成的发电装置，上述发电装置虽然能够实现发电的功能，但在实际应用中，不但施工难度大，且面对不同重量的车辆，不能够灵活的转换发电结构，容易导致一些重量较轻的车辆驶过，发电装置不发电或者发电效率低的情况，从而不能很好的利用路面上各种车辆的重力势能；更重要的，特别对于重量很大的车辆行驶过发电路面时，路面下压严重，导致与周围的路面脱节，车辆行驶过下一路面时，容易产生较大的颠簸，也对路面造成很大的损耗，这样忽视了路面的基本作用，不能满足人们的需求

发明内容

本发明的目的在于提供一种路面压力发电系统及公路压力发电装置，以解决现有技术中路面发电装置发电效率低且路面不够平稳的技术问题。

本发明提供的一种路面压力发电系统，包括多个路面板、路基、活塞可自动弹出的液压缸、油箱、进油管、出油管以及发电装置；

所述路面板设置在所述路基的上方，多个所述路面板相互拼接共同组成发电路面；

所述液压缸有多个，所述液压缸的底座固定在所述路基上，所述液压缸的活塞顶在相邻所述路面板的拼接处；

所述油箱通过进油管连通所述液压缸，所述发电装置通过出油管连通所述液压缸，所述发电装置通过液压油的流动运行发电。

进一步的，所述液压缸和油箱之间连通有一根进油管，所述进油管上设有防止液压油倒流油箱的第一止回阀，所述液压缸与所述发电装置之间连通有多根出油管，每个所述出油管上设有防止液压油倒流液压缸的第二止回阀；

或者，所述第一止回阀和第二止回阀设置在所述液压缸上。

进一步的，所述发电装置为液压马达和发电机，所述液压马达进油口通过所述出油管与所述液压缸相通，出油口与所述油箱之间通过多根回油管连通，所述液压马达的输出端与所述发电机驱动连接。

进一步的，还包括液压缸控制元件，所述液压缸控制元件包括测速器、测重器、电磁阀、自力式调节阀以及控制器；

所述测速器和测重器固定在每个所述路面板上，并与所述控制器电连接；

每根所述进油管、每根出油管和每根回油管上均设有所述电磁阀，每根回油管上还均设有自力式调节阀。

进一步的，所述液压缸的活塞为伞状结构，在所述活塞的顶部与所述液压缸的缸体的顶面之间套接固定有复位弹簧。

进一步的，所述路基与所述液压缸之间设有用于承压和防止变形的铁板，所述铁板通过混凝土桩和钢钉固定在所述路基上。

进一步的，所述路面板包括凹形钢板和混凝土层，所述混凝土层设置在所述凹形钢板的凹槽内，所述测速器和测重器设置在所述混凝土层内。

进一步的，所述凹形钢板与所述铁板之间还设有用于防止液压缸过载的固定框架，所述固定框架固定在所述铁板上并与所述液压缸间隔排列，所述固定框架上设有用于排水排砂的沟槽。

进一步的，所述凹形钢板下方固定有若干高度与所述沟槽深度相同的凸块，所述凸块的外侧通过轴承座固定有轴承，所述轴承与所述沟槽的两侧壁接触，保证所述凹形钢板沿所述沟槽的侧壁上下浮动。

本发明还提供一种公路压力发电装置，包括上述所述的路面压力发电装置。

本发明提供的路面压力发电系统和公路压力发电装置的有益效果如下：

本发明提供的路面压力发电系统通过多个路面板相互拼接组成发电路面，同时多个液压缸的活塞均匀的顶在相邻的路面板的缝隙处，完成对路面板的支撑，液压缸的底座固定在路基上并通过进油管和出油管分别连接油箱和发电装置，结构简单且施工方便快捷。

具体的，当车辆行驶在路面板时，路面板压缩液压缸的活塞，腔室的压力增大，液压油通过出油管流向发电装置，在液压油的冲击下，发电装置工作，当车辆驶过路面板时，液压缸上的活塞在复位装置的作用下自动弹出，液压缸的腔室欠压使液压油从油箱通过进油管流入液压缸内，使液压缸和路面板回到初始状态。在整个发电过程中，由于液压缸同时支撑相邻的至少两个路面板，在车辆作用在一个路面板上，使液压缸活塞受力下压的时候，下一个路面板也会向下倾斜，使车辆通过相邻路面板拼接处的缝隙时不会产生很大的颠簸，保证了车辆行驶的平稳性。

本发明提供的公路压力发电装置与上述路面压力发电系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的路面压力发电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的路面压力发电系统的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的路面压力发电系统中路面板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的路面压力发电系统的液压管路流程图；

图标：1－路面板；2－路基；3－液压缸；4－铁板；5－固定框架；6－复位弹簧；7－轴承；8－测重器；9－测速器；10－凸块；11－凹形钢板；12－混凝土层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，本发明实施例提供一种路面压力发电系统，包括多个路面板1、路基2、活塞可自动弹出的液压缸3、油箱、进油管、出油管以及发电装置；路面板1设置在路基2的上方，多个路面板1相互拼接共同组成发电路面；液压缸3有多个，液压缸3的底座固定在路基2上，液压缸3的活塞顶在相邻路面板1的间隙处；进油管连通液压缸3和油箱，出油管连通液压缸3和发电装置。

本发明实施例提供的路面压力发电系统通过多个路面板1相互拼接组成发电路面，同时多个液压缸3的活塞均匀的顶在相邻的路面板1的缝隙处，完成对路面板1的支撑，液压缸3的底座固定在路基2上并通过进油管和出油管分别连接油箱和发电装置，结构简单且施工方便快捷。

具体的，当车辆行驶在路面板1时，路面板1压缩液压缸3的活塞，腔室的压力增大，液压油通过出油管流向发电装置，在液压油的冲击下，发电装置工作，当车辆驶过路面板1时，液压缸3上的活塞在复位装置的作用下自动弹出，液压缸3的腔室欠压使液压油从油箱通过进油管流入液压缸3内，使液压缸3和路面板1回到初始状态。在整个发电过程中，由于液压缸3同时支撑相邻的至少两个路面板1，在车辆作用在一个路面板1上，使液压缸3活塞受力下压的时候，下一个路面板1也会向下倾斜，使车辆通过相邻路面板1的缝隙时不会产生很大的颠簸，保证了车辆行驶的平稳性。

本实施例采用的液压缸3为单腔液压缸，即进油管和出油管连接在液压缸3的一个腔室内，为了保证液压油的正确流向，在进油管上设有防止液压油倒流油箱的第一止回阀，出油管上设有防止液压油倒流液压缸3的第二止回阀；

或者，采用进油口和出油口本就设置第一止回阀和第二止回阀的液压缸3。

进一步的，本实施采用液压马达和发电机组合作为发电装置，首先，液压马达将液压油的压力转变为其输出端的机械能，液压马达的输出端转轴通过联轴器与发电机连接，发电机再将机械能转化为电能，同时，液压马达通过回油管与油箱连通，形成闭合的通路，保证了路面压力发电系统的持续运行。

此外，本实施例在液压缸3和油箱之间连通有一根进油管，液压缸3与发电装置之间通过多通管连通有多根出油管，液压马达与油箱之间通过多通管连通有多根回油管，相互并联的出油管和回油管一一对应，每个对应的出油管和回油管的出油压力不同，通过开合不同压力的出油管和回油管来保证液压缸3在面对不同的压力时均可发电的同时进一步的保证液压缸3等设备的使用寿命和路面的平稳性。

具体的，还包括液压缸3控制元件，液压缸3控制元件包括测速器9、测重器8、电磁阀以及控制器；测速器9和测重器8固定在每个路面板1上，并与控制器电连接；每根进油管、每根出油管以及每根回油管上均设有电磁阀，电磁阀与控制器电连接。

测速器9用来检测车辆行驶的速度，测重器8是通过电路中压力传感器的形变造成阻值变化，电压也变化，然后输出信号，信号经过放大、转换等过程变为数字信号在显示屏上显示结果，测重器8用来检测车辆对所在路面板1施加的力；如图4所示，电磁阀为二位二通常闭电磁阀，在失电的情况下处于常闭状态，自力式调节阀是利用利用阀输出端的反馈信号(压力)来调节管道的压力，即达到设定的临界压力，管路才会流通；其中，与进油管相连的电磁阀在路面压力发电系统工作时时刻处于通电状态，保证进油管几乎处于零压力连通状态；与出油管相连的电磁阀在不工作时处于失电闭合状态；回油管上的电磁阀在不工作时也处于失电闭合状态，每根回油管上的自力式调节阀的临界压力都不相同。

值得说明的，每根回油管上的自力式调节阀设定的临界压力不同，来对应不同重量的车辆对液压缸3造成的实际压力，且实际压力远大于对应的自力式调节阀设定的临界压力。在这样的情况下，车辆驶过路面板1时，路面板1对车辆的支撑力忽略不计，使重量不同的车辆对液压缸3的活塞下压的行程基本相同，保证了路面的压力发电功能。

具体的，当车辆行驶过路面板1时，测速器9和测重器8将检测到的速度和重力传输给控制器，控制器通过对速度和重力进行运算得出会对液压缸3施加的具体的压力，随后根据控制器对该压力分析后，使出油管和回油管上的电磁阀得电，阀门打开，液压缸3的压力大于自力式调节阀的临界压力，整个管路连通，完成发电，当车辆驶过后，电磁阀失电，阀门关闭，活塞通过回复装置回复到原来的位置，液压缸3的腔室也在欠压作用下通过进油管充满液压油，整个发电系统恢复到初始状态。

在上述基础上，还需要设置路面板1的面积越小越好，使车辆的轮胎接触路面板1的面积接近路面板1的面积，进一步的保证车辆驶过路面的平稳性，此外，在不同的路面，设置的路面板1的形状也不同，理想中最优的方案是采用三角形形状，在每个角的液压缸3活塞下移，都会使相邻的路面板1也下移，保证了车辆驶过的平稳性；当然也可以在弯道采用梯形形状，在直道采用正方形或长方形形状，同样能够保证正常情况下车辆的稳定性。

本实施例采用长方形的路面板1，因此每个液压缸3的活塞需要支撑四个路面板1的一角，又因为相邻的路面板1之间需要有能够下移的缝隙，因此为了保证活塞的大小能够很好的支撑路面板1，设置液压缸3的活塞为伞状结构，在活塞的顶部与单缸液压缸3的缸体的顶面之间套接固定有复位弹簧6，该复位弹簧6只用于支撑路面板1，保证路面板1下压后能够复位的作用。

进一步的，现有技术的路基2一般为压实的土质或者混凝土路基2，在液压缸3的底座对其长时间的压力下，很容易会发生变形塌陷，对路面压力发电系统的使用寿命造成影响，因此，还需在路基2与液压缸3之间设有用于承压和防止变形的铁板4，并将铁板4通过混凝土桩和钢钉固定在路基2上，防止其左右滑动。

同样的，在尽量节省开支的情况下，为了保证路面板1的强度和承压能力，如图3所示，本实施例设置路面板1包括凹形钢板11和混凝土层12，混凝土层12设置在凹形钢板11的凹槽内，所述测速器9和测重器8设置在所述混凝土层12内，其中，凹形钢板11保证路面的强度，混凝土层12相比与钢板更具有延展性，进一步的保证了车辆驶过的平稳性。

作为本实施例的进一步改进，在凹形钢板11与铁板4之间还设有用于防止液压缸3过载的固定框架5，固定框架5固定在铁板4上并与液压缸3间隔排列，固定框架5上设有用于排水排砂的沟槽。其中，固定框架5的顶端与凹形钢板11的支端之间的距离即为液压缸3活塞的行程，该行程小于活塞的最大行程，保证了车辆驶过使不会对液压缸3造成很大影响，增加了液压缸3的使用寿命；同时，还可以将固定框架5和液压缸3通过连接件螺栓连接，进一步的保证液压缸3的稳定；最后，在雨水砂石等通过凹形钢板11之间的缝隙会掉落在固定框架5的凹槽内，该凹槽与路面的两侧连通，可以定期的清理。

在上述基础上，本实施例还在凹形钢板11下方固定有若干高度与沟槽深度相同的凸块10，凸块10的外侧通过轴承7座固定有轴承7，轴承7与沟槽的两侧壁接触，使凹形钢板11沿沟槽的侧壁上下浮动，保证在车辆通过时，不会因为车辆的摩擦力使凹形钢板11发生水平位移，保证了路面压力系统的稳定。

本发明实施例还提供一种公路压力发电装置，包括上述所述的路面压力发电系统。

相对于现有技术，本发明实施例提供的公路压力发电装置具有以下技术优势。

本发明实施例提供的公路压力发电装置通过多个路面板1相互拼接组成发电路面，同时多个液压缸3的活塞均匀的顶在相邻的路面板1的缝隙处，完成对路面板1的支撑，液压缸3的底座固定在路基2上并通过进油管和出油管分别连接油箱和发电装置，结构简单且施工方便快捷。

具体的，当车辆行驶在路面板1时，路面板1压缩液压缸3的活塞，腔室的压力增大，液压油通过出油管流向发电装置，在液压油的冲击下，发电装置工作，当车辆驶过路面板1时，液压缸3上的活塞在复位装置的作用下自动弹出，液压缸3的腔室欠压使液压油从油箱通过进油管流入液压缸3内，使液压缸3和路面板1回到初始状态。在整个发电过程中，由于液压缸3同时支撑相邻的至少两个路面板1，在车辆作用在一个路面板1上，使液压缸3活塞受力下压的时候，下一个路面板1也会向下倾斜，使车辆通过相邻路面板1拼接处的缝隙时不会产生很大的颠簸，保证了车辆行驶的平稳性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (7)

1.一种路面压力发电系统，其特征在于，包括多个路面板、路基、活塞可自动弹出的液压缸、油箱以及发电装置；

所述路面板设置在所述路基的上方，多个所述路面板相互拼接共同组成发电路面；

所述液压缸为单腔液压缸，所述液压缸有多个，所述液压缸的底座固定在所述路基上，所述液压缸的活塞顶在相邻所述路面板的拼接处，完成对路面板的支撑；

所述油箱通过进油管连通所述液压缸，所述发电装置通过出油管连通所述液压缸，所述发电装置通过液压油的流动运行发电；

所述液压缸和油箱之间连通有一根进油管，所述进油管上设有防止液压油倒流油箱的第一止回阀，所述液压缸与所述发电装置之间连通有多根出油管，每个所述出油管上设有防止液压油倒流液压缸的第二止回阀；

或者，所述第一止回阀和第二止回阀设置在所述液压缸上；

所述发电装置为液压马达和发电机，所述液压马达进油口通过所述出油管与所述液压缸相通，出油口与所述油箱之间通过多根回油管连通，所述液压马达的输出端与所述发电机驱动连接；

还包括液压缸控制元件，所述液压缸控制元件包括测速器、测重器、电磁阀、自力式调节阀以及控制器；

所述测速器和测重器固定在每个所述路面板上，并与所述控制器电连接；

每根所述进油管、每根出油管和每根回油管上均设有所述电磁阀，每根回油管上还均设有自力式调节阀；

在整个发电过程中，由于所述液压缸同时支撑相邻的至少两个所述路面板，在车辆作用在一个所述路面板上，使所述液压缸活塞受力下压的时候，下一个所述路面板也会向下倾斜，使车辆通过相邻所述路面板拼接处的缝隙时不会产生很大的颠簸，保证了车辆行驶的平稳性。

2.根据权利要求1所述的路面压力发电系统，其特征在于，所述液压缸的活塞为伞状结构，在所述活塞的顶部与所述液压缸的缸体的顶面之间套接固定有复位弹簧。

3.根据权利要求2所述的路面压力发电系统，其特征在于，所述路基与所述液压缸之间设有用于承压和防止变形的铁板，所述铁板通过混凝土桩和钢钉固定在所述路基上。

4.根据权利要求3所述的路面压力发电系统，其特征在于，所述路面板包括凹形钢板和混凝土层，所述混凝土层设置在所述凹形钢板的凹槽内，所述测速器和测重器设置在所述混凝土层内。

5.根据权利要求4所述的路面压力发电系统，其特征在于，所述凹形钢板与所述铁板之间还设有用于防止液压缸过载的固定框架，所述固定框架固定在所述铁板上并与所述液压缸间隔排列，所述固定框架上设有用于排水排砂的沟槽。

6.根据权利要求5所述的路面压力发电系统，其特征在于，所述凹形钢板下方固定有若干高度与所述沟槽深度相同的凸块，所述凸块的外侧通过轴承座固定有轴承，所述轴承与所述沟槽的两侧壁接触，保证所述凹形钢板沿所述沟槽的侧壁上下浮动。

7.一种公路压力发电装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的路面压力发电系统。