CN109642555A - 利用车辆荷载的发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够利用在公路上行驶的车辆的荷载来生产电能的利用车辆荷载的发电装置，上述利用车辆荷载的发电装置的特征在于，包括：上部结构物和下部结构物，设置于车道，能够分离；动力产生单元，设置于上述上部结构物，通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力；传动单元，设置于上述下部结构物，将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递；以及发电单元，通过从上述传动单元传递的旋转力来产生电力，设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：多个上部框架；驱动轴，以能够旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，设置于上述下部结构物并将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元包括：正齿轮，设置于上述驱动轴的一端，向正时带传递驱动轴的旋转力；以及单向离合器，控制通过上述正时带传递的正齿轮的旋转力来仅使齿轮轴单向旋转，由此，本发明利用在公路上行驶的车辆的荷载来自行发电并使用，从而提供不产生污染且可环保再利用能源的效果。

Description

利用车辆荷载的发电装置

技术领域

本发明涉及可利用在公路上行驶的车辆的荷载来生产电能的利用车辆荷载的发电装置，更具体地，涉及如下的利用车辆荷载的发电装置，即，通过埋设于车辆慢行的高速公路收费站进口及出口、学校区域或者停车场的出入口、减速带等并仅使进行升降工作的按钮被突出设置，来在不影响在公路上行驶的车辆的情况下可利用行驶中的车辆的荷载来发电。

背景技术

最近，全球面临能源枯竭，因此正活跃地开发新的可替代新能源以及在能源循环时可有效地储存能源的多种方式和装置。比如，通过作为代表性来重点开发的可替代能源开发了利用太阳光的电压发生装置，此装置构成有直接接收太阳光的太阳能电池，以可均匀维持从太阳能电池产生的电压的恒电压电路作为介质来向蓄电池充电从太阳能电池产生的电压，而使其必要时用于补助电源来使用。但是，上述利用太阳能电池的电力生产具有效率低、根据光亮发电量的差异大以及在夜里不能生产等缺点，因此不能作为一个国家的主要能源，而只能用作补助型或试验型的能源。

并且，由潮汐力、风力以及水力来发电的能源发生装置只有在适合的自然条件的地区才能以补助电源来使用，由此发生的电压也未达到期望值，而且受到周边环境的限制很多，初期设施投资费用庞大，因此不能说是一般。

由此对作为替代能源的利用可再生能源的关心越来越增加，根据节省潮汐力、风力及太阳光等其他再生能源设备的投资费用以及发展对比投资费用的发电量增加，随着进行世界性的产业化，汽车文化落实而运行的汽车数量迅速增长，因此正需要利用这种汽车的能源可回收利用系统。

为了顺应如上所述的条件要求，虽然对利用埋设于公路并利用在公路上行驶的车辆荷载来发电的装置已被熟知，这种装置为了在公路埋设上述装置，需要挖40cm以上的深坑才能设置装置，并且设置上述装置后，具有为了因部件的破损而调换或修理而要挖掘公路的问题，还具有因为发电装置的结构上的限制，发电效率极其低的问题。

发明内容

技术问题

因此本发明提供利用车辆荷载的发电装置，考虑到如上所述的所有问题，本发明为了既环保又使其可稳定地发电而创造出，本发明的利用车辆荷载的发电装置通过埋设于车辆慢行的高速公路收费站进口及出口、学校区域或者停车场的出入口、减速带等并仅使进行升降工作的按钮被突出设置，来在不影响在公路上行驶的车辆的情况下可利用行驶中的车辆的荷载来发电。

技术方案

用于解决如上所述的问题的本发明技术方案的利用车辆荷载的发电装置的特征在于，包括：上部结构物和下部结构物，设置于车道，可分离；动力产生单元，设置于上述上部结构物，通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力；传动单元，设置于上述下部结构物，将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递；以及发电单元，通过从上述传动单元传递的旋转力来产生电力，设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：多个上部框架；驱动轴，以可旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，设置于上述下部结构物并将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元包括：正齿轮，设置于上述驱动轴的一端，向正时带传递驱动轴的旋转力；以及单向离合器，控制通过上述正时带传递的正齿轮的旋转力来仅使齿轮轴单向旋转。

本发明提供的利用车辆荷载的发电装置的特征在于，设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：多个上部框架；多个驱动轴，以可旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及多个按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，通过接收从上述动力产生单元产生的旋转动力来发电的发电单元通过直接连接于上述驱动轴的一端接收动力或通过带接收动力来进行发电。

发明的效果

本发明利用在公路上行驶的车辆的荷载来自行发电并使用，从而提供不产生污染且可环保再利用能源的效果。

附图说明

图1为本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的俯面简图。

图2为本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的侧面简图。

图3为图1的部分放大图。

图4为图2的部分放大图。

图5为部分例示本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的正面的放大图。

图6为例示本发明实施例的上部框架的结构状态的简图。

图7为例示本发明实施例的盖子的结构状态的图。

图8为例示本发明实施例的盖子的再一实施例的图。

图9为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的再一实施例的图。

图10为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的另一实施例的图

图11为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的还有一实施例的图。

具体实施方式

本发明提供利用车辆荷载的发电装置，其特征在于，设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：多个上部框架；多个驱动轴，以可旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及多个按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，通过接收从上述动力产生单元产生的旋转动力来发电的发电单元通过直接连接于上述驱动轴的一端接收动力或通过带接收动力来进行发电。

以下，根据本发明的利用车辆荷载的发电装置的实施例通过参照附图来进行详细的说明。

图1为本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的俯面简图，图2为本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的侧面简图，图3为图1的部分放大图，图4为图2的部分放大图。并且，图5为部分例示本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置的正面的放大图。

根据本发明实施例的利用车辆荷载的发电装置设置于车道，由上部结构物100与下部结构物200构成，上述上部结构物100与下部结构物200在设置于下部框架210边缘的支架200a设置上部框架110并通过螺栓等紧固单元来紧固并结合，之后，在进行内部修理或清洗时，只要解开螺栓就可简单地拆卸结构物。

在上述上部结构物100设置将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元120，另一方面，在上述下部结构物200设置将从上述动力产生单元120产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元220和通过从上述传动单元220所传递的旋转力来发电的发电单元300。其中，考虑到进行设置的公路的宽度或周围环境等，优选地，排列一个以上的多个上述动力产生单元120或传动单元220以及发电单元300。

上述上部结构物100设置于由多个纵向部件和横向部件组装而成的上部框架110，优选地，构成上述上部框架110的纵向部件和横向部件采用钢束或型钢。其中，如图6所示，在上述上部框架110中，通过焊接等方式来在纵向部件与横向部件之间设置多个加强筋111(Rib)，从而可防止基于车辆的荷载所引起的结构物的破损或扭曲现象等。

设置于上述上部结构物100并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元120包括：上部框架110；以及铰链轴122，通过轴支架121固定于上述上部框架110。上述铰链轴122与通过车辆的荷载下降的按钮123的一端铰链接合，考虑公路的宽度或周围的环境等，排列一个以上的多个上述按钮123，另一方面，用于使所下降的上述按钮123回位的回位弹簧124以及扇形齿轮单元125以可在上述铰链轴122自由旋转的方式插入于上述铰链轴122。在上述扇形齿轮单元125设置根据上述按钮123的配置数量形成长度的传动杆126，上述按钮123的垂直运动以设置于各个按钮123的下端的按钮销123a为介质来传递到传动杆126，通过以上述传动杆126的升降动作来使上述扇形齿轮单元125旋转，由此使上述按钮123的垂直运动转换为旋转运动。其中，当因车辆的荷载而下降的按钮123在车辆经过后通过回位弹簧124来回位时，用于防止突出到规定位置以上的框架上部的阻挡器112设置于上述上部框架110的规定的位置，通过使按钮123的杆后端123b卡在上述阻挡器112，由此限制按钮123上升到规定高度以上。

而且，上述动力产生单元120的按钮123沿着车辆的行驶方向形成大坡度斜面123c，沿着车辆的倒车方向形成小坡度的斜面123d，因此在车辆倒车时也能够以不会对车辆或设备产生冲击的方式使上述按钮123顺畅地完成升降动作，从而在倒车时也可以顺利实现发电功能。

并且，在上述上部结构物100的上部框架110设置形状上仅露出按钮123的盖子130，考虑到避免设置后的部件受损或更换部件等的维护方面的方便性，并不埋设上述盖子130，而是以盖住上部框架110的形状形成。并且，在上述盖子130设置当车辆经过时防止轮胎打滑的防滑单元，这种防滑单元可采用如下的结构或方式，即，如图7所示，在盖子130的整个上部面形成凹凸方式的防滑突起131，或者如图8所示，在盖子130的上部面形成槽132并在上述槽32填充材质与路面材质相同的混凝土或者沥青混凝土133。

设置于上述下部结构物200并将从上述动力产生单元120产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元220包括齿轮轴221。在上述齿轮轴221的一端设置用于向上述齿轮轴221传递上述扇形齿轮单元125的旋转力的正齿轮222，在上述齿轮轴221的另一端设置通过控制上述齿轮轴221的旋转力来仅使发电机单向旋转的单向离合器223。因此，上述按钮123的垂直运动以按钮销123a为介质来向传动杆126传递，通过上述传动杆126的升降动作来使扇形齿轮单元125旋转，因此，与上述扇形齿轮单元125啮合的正齿轮222通过使齿轮轴221及单向离合器223旋转来驱动后述的发电单元300。

通过从上述传动单元220传递的旋转力来发电的发电单元300包括增速器302，上述增速器302与上述传动单元220的单向离合器223相连接，按照由多个齿轮的组合形成的加减速比来变换上述齿轮轴221的旋转速度并向发电机301传递。而且，上述增速器302与发电机301相连接并通过由上述增速器302来增速的旋转力来驱动发电机301，从而可更有效地进行发电。由上述发电机301来生产的电力储存于储存单元，即，电池303，上述发电单元300包括控制器304，上述控制器304用于控制上述发电机301和电池303的充电状态以及整个装置。其中，构成上述发电单元300的发电机301和增速器302以通过防水罩305完全被防水的状态安装于上述下部框架210的内部，优选地，不仅可在上述防水罩305的内部设置发电机301和增速器302，还可通过设置除上述传动单元220的正齿轮222之外的齿轮轴221和单向离合器223等来进行组装。

根据如上所述的本发明，如图4及如图5所示，当车辆经过时，若轮胎按压按钮123的上端，则使得上述按钮123下降的垂直运动以按钮销123a为介质来向传动杆126传递，由上述传动杆126的升降动作来使扇形齿轮单元125进行旋转，由此使得与上述扇形齿轮单元125啮合的正齿轮222通过转动齿轮轴221及单向离合器223来驱动发电单元300，从而进行发电。在此情况下，当因车辆的荷载下降的上述按钮123在车辆经过后通过回位弹簧124回位时，按钮123的控制杆后端123b卡在设置于上述上部框架110的规定位置的上述阻挡器112，从而可限制按钮123上升到规定高度以上。

图9为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的再一实施例的图。在本发明的再一实施例中，设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括上部框架140，上部框架140通过组装多个纵向部件和横向部件而成。在上述上部框架140的两侧设置多个轴支架141，在上述轴支架141以可旋转的方式设置驱动轴142。上述驱动轴142以棘轮(Ratchet)144为介质来以仅使上述驱动轴142单向旋转的方式与按钮143相连接，上述按钮143以通过车辆的荷载下降并通过回位弹簧来以空转方式恢复。

设置于上述下部结构并将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元包括：正齿轮240，设置于上述驱动轴142的一端，来向正时带241传递驱动轴的旋转力；以及单向离合器243，控制通过上述正时带241传递的正齿轮240的旋转力来仅使齿轮轴242单向旋转。

因此，在上述实施例中，即，若轮胎按压按钮123的上端，则使得上述按钮123下降的垂直运动以按钮销123a为介质来向传动杆126传递，由上述传动杆126的升降动作来使扇形齿轮单元125进行旋转，由此使得与上述扇形齿轮单元125啮合的正齿轮222通过转动齿轮轴221及单向离合器223来驱动发电单元300，从而进行发电，与上述实施例不同，在通过如上所述的结构形成的本发明再一实施例中，在驱动轴142直接连接按钮143，以便以棘轮144为介质来仅使上述驱动轴142单向旋转，直接向正齿轮240和正时带241以及单向离合器243传递驱动轴的旋转力，由此使齿轮轴242驱动发电单元300，因此，可省略上述实施例的按钮销123a和传动杆126以及扇形齿轮单元125等。

图10为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的另一实施例的图。根据本发明的另一实施例，设置于上述上部结构物并将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：上部框架150；铰链轴152，通过轴支架151固定设置于上述上部框架150；按钮154，一端与上述铰链轴152铰链接合，通过车辆的荷载下降，扇形齿轮153以一体的方式形成于按钮154；以及回位弹簧155，插入于上述铰链轴152，使得所下降的上述按钮154以空转方式回位。

设置于上述下部结构物并将从上述动力产生单元产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元包括：棘轮251，与上述按钮的扇形齿轮153的一端相啮合，向传动轴250传递上述扇形齿轮153的旋转运动，仅使上述传动轴250单向旋转；正齿轮253，设置于上述传动轴250的一端，向正时带252传递上述传动轴250的旋转力；以及单向离合器255，控制通过上述正时带252传递的正齿轮253的旋转力，来仅使齿轮轴254单向旋转，这种结构的传动单元可驱动发电单元。因此，在本发明的另一实施例中，根据上述构成，可省略上述实施例中的按钮销123a、传动杆126、按钮123以及另外设置的扇形齿轮单元125等。

图11为例示本发明的利用车辆荷载的发电装置的还有一实施例的图。设置于上述上部结构物并由将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：上部框架160；多个驱动轴162，以可旋转的方式通过轴支架161设置于上述上部框架160；以及多个按钮164，以棘轮163为介质并以仅使上述驱动轴162单向旋转的方式与上述驱动轴162相结合，通过车辆的荷载下降并通过回位弹簧164以空转方式回位，接收从上述动力产生单元产生的旋转动力来发电的发电单元300通过直接连接于上述驱动轴162的一端并接收动力或通过带接收动力，从而进行发电，可省略上述实施例中的按钮销123a、传动杆126、按钮123、另外设置的扇形齿轮单元125、与上述扇形齿轮单元125啮合的正齿轮222及齿轮轴221等来形成极其简单的结构。

如上所述，本发明通过埋设于车辆慢行的高速公路收费站进口及出口、学校区域或者停车场的出入口、减速带等并仅使进行升降工作的按钮被突出设置，来在不影响在公路上行驶的车辆的情况下可利用行驶中的车辆的荷载来发电，由此可以自行发电并使用，因此提供不产生污染且可环保再利用能源的效果。

如上所述，参照附图说明了本发明的优选实施例，但本发明并不限定于如上所述的特定实施例，当然，可在本发明的技术思想和与本发明要求保护范围等同范围内由本发明所属技术领域的普通技术人员实施多种形式的修改及变更。

附图标记的说明

100：上部结构物 110：上部框架

120：动力产生单元 123：按钮

125：扇形齿轮单元 126：传动杆

200：下部结构物 210：下部框架

220：传动单元 221：齿轮轴

222：正齿轮 223：单向离合器

300：发电单元 301：发电机

302：增速器 303：电池

304：控制器 305：防水罩

Claims (2)

1.一种利用车辆荷载的发电装置，其特征在于，包括：

上部结构物和下部结构物，设置于车道，能够分离；

动力产生单元，设置于上述上部结构物，通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力；

传动单元，设置于上述下部结构物，将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递；以及

发电单元，通过从上述传动单元传递的旋转力来产生电力，

设置于上述上部结构物并通过将由基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：

多个上部框架；

驱动轴，以能够旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及

按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，

设置于上述下部结构物并将从上述动力产生单元所产生的旋转动力向发电单元传递的传动单元包括：

正齿轮，设置于上述驱动轴的一端，向正时带传递驱动轴的旋转力；以及

单向离合器，控制通过上述正时带传递的正齿轮的旋转力来仅使齿轮轴单向旋转。

2.根据权利要求1所述的利用车辆荷载的发电装置，其特征在于，

设置于上述上部结构物并通过将基于车辆的荷载的垂直运动转换为旋转运动来产生旋转动力的动力产生单元包括：

多个上部框架；

多个驱动轴，以能够旋转的方式通过轴支架设置于各个上述上部框架；以及

多个按钮，以棘轮为介质来以仅使上述驱动轴单向旋转的方式与上述驱动轴相结合，通过车辆的荷载下降，并通过回位弹簧来以空转方式恢复，

通过接收从上述动力产生单元产生的旋转动力来发电的发电单元通过直接连接于上述驱动轴的一端接收动力或通过带接收动力来进行发电。