CN109854470A - 一种丝杠式道路能量采集机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丝杠式道路能量采集机构，属于机械设计制造技术领域。底板的上表面设有前支板和后支板，前支板和后支板两板之间的中间部及其两侧分别间隔设有三根光杠，中间光杠的左、右两侧分别设有右旋丝杠和左旋丝杠，三根光杠上均设有同轴的复位弹簧；带有梳齿的前板和后板，中板的前、后两侧均设有与前板和后板的梳齿相互嵌合且间隙配合的梳齿；滑动台的竖直面上设有与所述光杠间隙配合的三个导向通孔，两侧分别设有与所述右旋丝杠、左旋丝杠配合的丝杠螺母；复位弹簧的一端与前支板固定，另一端与滑动台固定；金属圆环设有棘爪，棘爪与齿轮的内棘齿匹配，金属圆环通过键与右旋丝杠和左旋丝杠连接；圆柱齿轮与发电机的输入轴过盈配合。
Description
技术领域
本发明属于机械装置设计制造技术领域。
背景技术
在车辆经过传统减速带时，能量会以热能的形式耗散损失，若是能将这部分的能量收集存储起来，可以用于道路侧路灯、警示灯或者传感器的供电。不过，传统的减速带具有一定的高度和宽度，降低乘坐人员的舒适度的同时，会对驾驶员的视觉造成一定影响，容易产生安全隐患。
道路能量采集已经得到越来越多的重视，可以用于偏远地区的道路设施能量供应，一些新能源技术，比如太阳能、风能等，已经被提出融入到道路能量采集的过程中，但是这些技术对天气因素的依赖比较重，因此，受环境因素影响小的机械式道路能量采集技术具有可观的前景和意义。
据检索，目前已有相关替代减速带的道路能量采集技术的出现，例如中国专利申请号201210529924.1公开的“一种棋盘式道路微能量采集系统”，该专利所述的替代装置是安装于路坑中且与路面平齐的三块道路板，但是在传动机构采用了齿轮齿条啮合、带传动、曲柄连杆机构，整体尺寸过大，结构不够简便，安装性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种丝杠式道路能量采集机构，它能够实现对车辆的减速作用，并采集此过程中的能量。
本发明达到其目的所采用的技术方案是：一种丝杠式道路能量采集机构，包括底座和面板，底座包括固定在底板上表面前、后两侧的前支板和后支板，所述前支板和后支板相对设置，前支板和后支板两板之间的中间部及其两侧分别间隔设有三根光杠，中间光杠的左、右两侧分别设有右旋丝杠和左旋丝杠，所述三根光杠上均设有同轴的复位弹簧；所述面板包括分别与前支板、后支板顶部固定的一侧带有梳齿的前板、后板，中板的前、后两侧均设有与前板、后板的梳齿相互嵌合且间隙配合的梳齿；中板的底部与滑动台的水平面固定，滑动台的竖直面中部水平设置与所述光杠间隙配合的三个导向通孔，中间导向通孔的两侧分别设有与所述右旋丝杠、左旋丝杠配合的丝杠螺母；复位弹簧的一端与前支板固定，另一端与滑动台竖直面固定；金属圆环设有棘爪，棘爪与齿轮的内棘齿匹配，金属圆环通过键与右旋丝杠和左旋丝杠连接；圆柱齿轮与发电机的输入轴过盈配合。
所述右旋丝杠和左旋丝杠的前端穿过前支板与齿轮间隙配合，后端与后支板盲孔间隙配合。
所述光杠的前端与前支板通孔过盈配合，中部与滑动台的导向通孔间隙配合，后端与后支板通孔过盈配合。
所述两个齿轮安装方向相同。
所述发电机的输出线与蓄电装置连接。
本发明通过左右旋丝杆与齿轮的使用，实现了不管中板的运动方向如何，发电机轴上的齿轮始终被齿轮的其中一个驱动，实现单向旋转，中板的往复线性运动被转换为发电机输入轴的单向旋转运动，使发电机产生能量，避免由于转换旋转方向带来的能量损失，同时延长发电机的使用寿命。
本发明的工作过程和工作原理：
车辆经过该丝杠式道路能量采集机构时：
由于摩擦力的作用，中板会往前运动，与中板固接的滑动台也会随之向前运动，左旋丝杠带动金属圆环逆时针运动，金属圆环上的棘爪会勾住齿轮的棘齿，使左旋丝杠轴上的齿轮也逆时针旋转，这时左旋丝杠轴上的齿轮与圆柱齿轮啮合，使圆柱齿轮顺时针旋转，将左旋丝杠的旋转运动传递到发电机的输入轴，发电机输出电量；而右旋丝杠带动金属圆环顺时针旋转，金属圆环上的棘爪无法勾住齿轮的棘齿，所以右旋丝杠上的齿轮不会被带动产生顺时针旋转，右旋丝杠与齿轮间产生相对运动，这时右旋丝杠轴上的齿轮与圆柱齿轮啮合，逆时针空转。
当车辆离开中板时：
在复位弹簧的作用下，滑动台带动中板复位，在这个过程中，右旋丝杠带动金属圆环逆时针运动，金属圆环上的棘爪会勾住齿轮的棘齿，使右旋丝杠轴上的齿轮也逆时针旋转，这时右旋丝杠轴上的齿轮与圆柱齿轮啮合，使圆柱齿轮顺时针旋转，将右旋丝杠的旋转运动传递到发电机的输入轴，发电机输出电量；而左旋丝杠带动金属圆环顺时针旋转，金属圆环上的棘爪无法勾住齿轮的棘齿，所以左旋丝杠上的齿轮不会被带动产生顺时针旋转，左旋丝杠与齿轮间产生相对运动，这时左旋丝杠轴上的齿轮与圆柱齿轮啮合，逆时针空转。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、整个系统安装于路坑内，且最上面的前、中、后板与路面平齐，对驾驶员不会产生视觉上的不良影响，在使车辆减速的过程中不会影响车载人员在经过的舒适性。
二、本发明采用双丝杆与棘轮机构的组合，可以使中板的前后往复运动转换为发电机输入轴的单向旋转运动，提高能量采集效率。
三、本发明结构简单，制造成本低，尺寸小，便于安装拆卸及后期维修。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图
图2是本发明底座部分示意图
图3是本发明主视图
图4是本发明右旋丝杠示意图
图5是本发明滑动台示意图
图6是本发明金属圆环示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种丝杠式道路能量采集机构，包括底座和面板，底座包括固定在底板7前、后两侧的前支板1和后支板5，所述前支板1和后支板5相对设置，前支板1和后支板5两板之间的中间部及其两侧分别间隔设有三根光杠2，中间光杠2的左、右两侧分别设有右旋丝杠3和左旋丝杠4，所述三根光杠2上均设有同轴的复位弹簧9；所述面板包括分别与前支板1和后支板5顶部固定的一侧带有梳齿的前板10和后板12，中板11的前、后两侧均设有与所述前板10、后板12的梳齿相互嵌合且间隙配合的梳齿；中板11的底部与滑动台6的水平面固定，滑动台6的竖直面中部设有与所述光杠间隙配合的三个导向通孔，中间导向通孔的两侧分别设有与所述右旋丝杠3、左旋丝杠4配合的丝杠螺母；复位弹簧9的一端与前支板1固定，另一端与滑动台6竖直面固定；金属圆环14设有棘爪15，棘爪15与齿轮13的内棘齿匹配，金属圆环14通过键与右旋丝杠3和左旋丝杠4连接；圆柱齿轮16与发电机8的输入轴过盈配合。
所述右旋丝杠3和左旋丝杠4的前端穿过前支板1与齿轮13间隙配合，后端与后支板5盲孔间隙配合。
所述光杠2的前端与前支板1通孔过盈配合，中部与滑动台6导向孔间隙配合，后端与后支板5通孔过盈配合。
所述两个齿轮13安装方向相同。
所述发电机8的输出线与蓄电装置连接。
本发明的工作过程和工作原理：
车辆经过该丝杠式道路能量采集装置时：
由于摩擦力的作用，中板11会往前运动，与中板11固接的滑动台6也会随之向前运动，左旋丝杠4带动金属圆环14逆时针运动，金属圆环14上的棘爪15会勾住齿轮13的棘齿，使左旋丝杠4轴上的齿轮13也逆时针旋转，左旋丝杠4轴上的齿轮13与圆柱齿轮16啮合，使圆柱齿轮16顺时针旋转，将左旋丝杠4的旋转运动传递到发电机8的输入轴，发电机8输出电量；而右旋丝杠3带动金属圆环14顺时针旋转，金属圆环14上的棘爪15无法勾住齿轮13的棘齿，所以右旋丝杠3上的齿轮13不会被带动产生顺时针旋转，右旋丝杠3与齿轮13间产生相对运动，这时右旋丝杠3轴上的齿轮13与圆柱齿轮16啮合，逆时针空转。
当车辆离开中板11时：
在复位弹簧9的作用下，滑动台6带动中板11复位，在这个过程中，右旋丝杠3带动金属圆环14逆时针运动，金属圆环14上的棘爪15会勾住齿轮13的棘齿，使右旋丝杠3轴上的齿轮13也逆时针旋转，这时右旋丝杠3轴上的齿轮13与圆柱齿轮16啮合，使圆柱齿轮16顺时针旋转，将右旋丝杠3的旋转运动传递到发电机8的输入轴，发电机8输出电量；而左旋丝杠4带动金属圆环14顺时针旋转，金属圆环14上的棘爪15无法勾住齿轮13的棘齿，所以左旋丝杠4上的齿轮13不会被带动产生顺时针旋转，左旋丝杠4与齿轮13间产生相对运动，这时左旋丝杠4轴上的齿轮13与圆柱齿轮16啮合，逆时针空转。
Claims (5)
1.一种丝杠式道路能量采集机构，包括底座和面板，其特征在于：底座包括固定在底板(7)上表面前、后两侧的前支板(1)和后支板(5)，所述前支板(1)和后支板(5)相对设置，前支板(1)和后支板(5)两板之间的中间部及其两侧分别间隔设有三根光杠(2)，中间光杠(2)的左、右两侧分别设有右旋丝杠(3)和左旋丝杠(4)，所述三根光杠(2)上均设有同轴的复位弹簧(9)；所述面板包括分别与前支板(1)、后支板(5)顶部固定的一侧带有梳齿的前板(10)、后板(12)，中板(11)的前、后两侧均设有与前板(10)、后板(12)的梳齿相互嵌合且间隙配合的梳齿；中板(11)的底部与滑动台(6)的水平上表面固定，滑动台(6)的竖直面中部水平设置与所述光杠间隙配合的三个导向通孔，中间导向通孔的两侧分别设有与所述右旋丝杠(3)、左旋丝杠(4)配合的丝杠螺母；复位弹簧(9)的一端与前支板(1)固定，另一端与滑动台(6)竖直面固定；金属圆环(14)设有棘爪(15)，棘爪(15)与内圈带有棘齿的齿轮(13)的棘齿匹配，金属圆环(14)通过键分别与右旋丝杠(3)、左旋丝杠(4)连接；圆柱齿轮(16)与发电机(8)的输入轴过盈配合。
2.根据权利要求1所述一种丝杠式道路能量采集机构，其特征在于：所述右旋丝杠(3)和左旋丝杠(4)的前端穿过前支板(1)与齿轮(13)间隙配合，后端与后支板(5)盲孔间隙配合。
3.根据权利要求1所述一种丝杠式道路能量采集机构，其特征在于：所述光杠(2)的前端与前支板(1)通孔过盈配合，中部与滑动台(6)的导向通孔间隙配合，后端与后支板(5)通孔过盈配合。
4.根据权利要求1所述一种丝杠式道路能量采集机构，其特征在于：所述两个齿轮(13)安装方向相同。
5.根据权利要求1所述一种丝杠式道路能量采集机构，其特征在于：所述发电机(8)的输出线与蓄电装置连接。
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