CN111365203A - 一种利用公路减速带发电装置 - Google Patents

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张恒笛
徐新生
黄育鹏
杨赟罡
张云强
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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Abstract

本发明公开了一种利用公路减速带发电装置，具有能够稳定发电、发电结构不易损伤的优势，技术方案为：包括缓冲装置、与缓冲装置相连的传动装置、与传动装置相连的发电装置，以及与发电装置相连的储能装置，所述缓冲装置包括突出路面设置、用于接收车辆机械能的减速带楔体，还包括：减速带平板，位于减速带楔体面向地面一侧；摆动杆，其顶部抵触于减速带平板的下表面；连杆，铰接于摆动杆上，且指向背离减速带平板的一侧；弹性元件，一端始终抵触于摆动杆上；所述传动装置包括：齿条，与连杆相连，用于接受缓冲装置传导的汽车压力；齿轮，与齿条相啮合；单向联轴器，与齿轮同轴过盈配合，接受齿轮的旋转运动，且与发电装置相连。

Description

一种利用公路减速带发电装置
技术领域
本发明涉及一种利用公路减速带发电装置，属于动力能源设备技术领域。
背景技术
目前，我国面临着异常严峻的能源问题，开发新能源及绿色能源具有重要的意义。而道路因其分布广、占地面积大、不受一般天气限制等特点逐渐成为能源开发的一个新领域。
利用道路资源发电的研究工作在国内外起步都较晚，同时也正在不断改进，主要应用有发电地砖和太阳能电池板。发电地砖是一种新型环保踩踏地砖，行人踩踏到地砖上就能够产生能量并进行存储，而太阳能电池板是将太阳的辐射通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。
但是此类发电装置大范围推广还是存在诸多的限制因素，首先需要前期投入大量的资金和时间，且因为改变了道路原有的路面材料，很难推广使用。其次结构较为复杂，后期养护也较困难，上述发电装置的主要能源来源于自然界中的光能，容易受到天气等因素影响。
为了解决上述问题，目前，申请公布号为CN102235333A的中国专利公开了一种发电减速带，有减速带压板、齿轮组、发电机、弹簧等零件组成。其工作原理是：利用车辆经过减速带时的压力将压板向下压带动大齿轮，然后再用大齿轮带小齿轮，再用小齿轮的高转速带动发电机发电。
但是，上述结构中齿轮直接与发电机连接，在车辆经过减速带时发电机会快速的转变转动的方向，对发电机造成损伤，降低其使用寿命。且车辆施加压力的方向是垂直于车轮切线的方向，这样只能适用单方向的车辆，对于反方向行驶的车辆则会对结构造成损坏。上述结构的复位件即弹簧仅作用在压板一侧，弹簧的运动方向是竖直向上，而压板则是绕一固定点旋转，长时间工作可能会导致其无法正常复位。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用公路减速带发电装置，具有能够稳定发电、发电结构不易损伤的优势，技术方案为：包括缓冲装置、与缓冲装置相连的传动装置、与传动装置相连的发电装置，以及与发电装置相连的储能装置，所述缓冲装置包括突出路面设置、用于接收车辆机械能的减速带楔体，还包括：减速带平板，位于减速带楔体面向地面一侧；摆动杆，其顶部抵触于减速带平板的下表面；连杆，铰接于摆动杆上，且指向背离减速带平板的一侧；弹性元件，一端始终抵触于摆动杆上；所述传动装置包括：齿条，与连杆相连，用于接受缓冲装置传导的汽车压力；齿轮，与齿条相啮合；单向联轴器，与齿轮同轴过盈配合，接受齿轮的旋转运动，且与发电装置相连。
进一步地，所述摆动杆包括至少两段端部铰接的分支杆体，连杆的顶端铰接于分支杆体上。
进一步地，所述连杆数量与分支杆体数量相等，所述连杆靠近齿条的一端均与齿条可转动相连。同时，所述分支杆体的铰接端处还引出有支撑板，所述支撑板上设有用于容纳齿条的导槽。
进一步地，所述弹性元件设置为压簧，压簧套设于连杆之外，压簧的两端分别抵触于摆动杆和支撑板中间位置。
进一步地，所述支撑板包括竖直设置的第一板体、从第一板体两侧引出的第二杆体，所述第二杆体在水平面上的投影长度大于压簧的直径。
本发明的一种实施方式中，减速带楔体的顶面为两侧弧度一致的圆弧面，减速带楔体的顶面为半圆形，半圆形直径处竖直向下切向延长，与减速带平板相连，所述齿条为直齿齿条，与所述齿条相啮合的齿轮为直齿轮。
本发明具有如下技术效果：
与现有技术相比，本发明的有益效果为：结构简单，容易拆卸，便于维护。能够在使普通减速带发挥正常作用的同时进行电能得转化，提高了能源利用率。经过优化，选择减速带尺寸为H＝45mm，L＝310mm,噪声相对较低。传动部分加入单向联轴器，使得汽车经过时能够一直发电，提高其工作效率。同时该结构的能源主要来自车辆下压时所发生的机械能，无需依靠天气等自然因素，不受一般天气影响。
本方明中提供的单向联轴器能够保证发电过程中，正转能输出，反转无输出的状态。
本发明中的的齿轮直接与发电机之间还增加了单向联轴器，在车辆经过减速带时发电机的输出转速通过单向联轴器再输出，不易快速的转变转动的方向，且发电机沿着一个方向运动，也就降低了对发电机造成的损伤。
本发明中存在对称的传动结构，且车辆施加给机构的压力方向是垂直向下，这样就避免了反向不能行车的问题。
相较于对比文件的复位件即弹簧仅作用在压板一侧，弹簧的运动方向是竖直向上，而压板则是绕一固定点旋转，长时间工作可能会导致其无法正常复位。本发明中复位件即弹性元件包覆在整个传动结构外，位于减速带的中心位置，其复位的方向与减速带运动的方向一致。
相较于对比文件中传动结构为压板、齿轮组，压板向下压带动大齿轮，然后用大齿轮带动小齿轮运动，再用小齿轮的高转速带动发电机发电，本发明中则加入连杆、摆动杆构成曲柄连杆机构，车辆经过时带动齿条向下运动，齿条带动齿轮运动，再用齿轮的高转速带动发电机发电。
附图说明
图1为本发明一种利用公路减速带发电装置的立体示意图；
图2为本发明一种利用公路减速带发电装置中的缓冲装置立体示意图；
图3为本发明一种利用公路减速带发电装置中传动装置的立体示意图；
图4为本发明中支撑板的立体示意图；
图5为本发明中连杆的立体示意图。
图中，1、缓冲装置；2、传动装置；3、发电装置；4、储能装置；5、减速带楔体；6、减速带平板；7、摆动杆；8、弹性元件；9、连杆；10、齿条；11、单向联轴器；12、齿轮；13、支撑板；14、导槽。
具体实施方式
一种利用公路减速带发电装置，包括用于承受汽车压力的缓冲装置、与缓冲装置相连用于传导汽车所施加压力的传动装置、与传动装置相连的发电装置、与发电装置相连的储能装置。
其中缓冲装置包括设置于道路表面的减速带楔体5，减速带楔体5的横截面为半圆形，不管汽车是从哪一个方向经过，碾压减速带楔体5任意一侧时，车轮施加给减速带楔体5的力指向减速带楔体5的圆心，相较于两侧弧度不同的减速带楔体5，更便于使减速带楔体5竖直下压。减速带楔体5底部与路面平齐放置在道路表面，减速带平板6与路面平行安装并且其上表面与减速带楔体5的下表面平齐连接，连接方式为螺栓连接。减速带楔体5的顶面为半圆形，半圆形直径处竖直向下切向延长，与减速带平板6相连。
在减速带平板6下方对称设有摆动杆7，摆动杆7设置为对称结构，是为了便于两段摆动杆7之间独立转动，但一侧运动能够通过连杆9带动另一侧运动。这样设置能够使两侧摆动杆7都能上下活动，这样无论车辆从哪个方向驶来都能够产生同样的作用。同时能够平衡在车辆经过时两侧产生不均等的力，使得传动机构运动更加平稳。摆动杆7的初始状态为水平摆放，减速带平板6的下表面放在摆动杆7的上面；在摆动杆7下方还设有弹性元件8，本实施例中，弹性元件8采用压簧，压簧的顶端与摆动杆7相抵触；连杆9与摆动杆杆7通过销轴连接；连杆9也设为对称结构，都是为了能够适应两方向车辆。因为车辆经过减速带时会在两侧产生不均等的力，对称结构能够平衡两侧的不等速运动使得传动结构运动更加平稳。在摆动杆7上还连接有支撑板13，支撑板中带有导槽14，齿条10在导槽中进行上下运动，联轴器11也是固定在支撑板上。
传动装置包括齿条10，齿条10上啮合有齿轮12，本实施例中，齿条10为直齿齿条，齿轮12为直齿齿轮。齿轮12与单向联轴器11同轴过盈配合，单向联轴器与发电装置的输入轴同轴相连，能够对齿轮起到限位作用。齿条10与连杆9之间销轴相连，其具体相连结构为：连杆与齿条之间连接有“Y”形连接件，连杆的底端与连接件顶端的两端点之间通过销轴铰接相连，连接件的底端与齿条固定相连。当连杆9下降时，带动齿条10下降，然后齿轮12在齿条10的啮合带动下会进行旋转运动，齿轮12的旋转运动传递给单向联轴器11。单向联轴器11连接到发电装置3中的转子，带动转子转动产生切割磁感线的运动，将动能转化为电能，然后电能进入储能装置4中，用于其他路灯等装置的用电。
当车辆通过减速带楔体5时，减速带楔体5带动减速带平板6迅速下降，减速带平板6带动摆动杆7向下运动，使得连杆9下降，同时弹性元件8进行收缩，弹性势能增加。使得车辆受到向上的弹力，车辆的下降速度减缓。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种利用公路减速带发电装置，包括缓冲装置(1)、与缓冲装置(1)相连的传动装置(2)、与传动装置(2)相连的发电装置(3)，以及与发电装置(3)相连的储能装置(4)，所述缓冲装置(1)包括突出路面设置、用于接收车辆机械能的减速带楔体(5)，其特征在于，还包括：
减速带平板(6)，位于减速带楔体(5)面向地面一侧；
摆动杆(7)，其顶部抵触于减速带平板(6)的下表面；
连杆(9)，铰接于摆动杆(7)上，且指向背离减速带平板(6)的一侧；
弹性元件(8)，一端始终抵触于摆动杆(7)上；
所述传动装置(2)包括：
齿条(10)，与连杆(9)相连，用于接受缓冲装置(1)传导的汽车压力；
齿轮(12)，与齿条(10)相啮合；
单向联轴器(11)，与齿轮(12)同轴过盈配合，接受齿轮(12)的旋转运动，且与发电装置(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述摆动杆(7)包括至少两段端部铰接的分支杆体，连杆(9)的顶端铰接于分支杆体上。
3.根据权利要求2所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述连杆(9)数量与分支杆体数量相等，所述连杆(9)靠近齿条(10)的一端均与齿条(10)可转动相连。
4.根据权利要求2所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述分支杆体的铰接端处还引出有支撑板(13)，所述支撑板(13)上设有用于容纳齿条(10)的导槽(14)。
5.根据权利要求4所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述弹性元件(8)设置为压簧，压簧套设于连杆(9)之外，压簧的两端分别抵触于摆动杆(7)和支撑板(13)中间位置。
6.根据权利要求5所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述支撑板(13)包括竖直设置的第一板体、从第一板体两侧引出的第二杆体，所述第二杆体在水平面上的投影长度大于压簧的直径。
7.根据权利要求2所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，减速带楔体(5)的顶面为两侧弧度一致的圆弧面。
8.根据权利要求7所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，减速带楔体(5)的顶面为半圆形，半圆形直径处竖直向下切向延长，与减速带平板(6)相连。
9.根据权利要求3所述的一种利用公路减速带发电装置，其特征在于，所述齿条(10)为直齿齿条，与所述齿条(10)相啮合的齿轮(12)为直齿轮。
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