CN112983771A - 一种智能发电减速带 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有发电功能的智能发电减速带，橡胶保护层的腔体内部包裹有非牛顿流体，腔体和流体箱之间通过分流孔贯通，垂直布置的活塞齿条杆上端向上穿过分流孔进入流体箱内部，下段和第二主动轮相啮合，橡胶保护层底壁上固定连接垂直的齿条，齿条下段和第一主动轮相啮合，第一主动轮和第一从动轮相啮合，第二主动轮与第二从动轮相啮合；两个从动轮的中心轴一侧均为空心，空心处各套有一个棘轮，棘轮中心轴与对应的一个电气设备箱内部的发电机轴相连；当车辆快速通过时非牛顿流体受重压会凝固变硬迫使车辆减速，若慢速通过则会平稳通过，减轻颠簸感和不适感；设置了两套发电装置，将车辆行驶时传递给减速带的部分机械能转化为电能。

Description

一种智能发电减速带

技术领域

本发明涉及道路减速带技术领域，具体涉及一种具有发电功能的减速带。

背景技术

减速带是保障车辆平稳安全行驶，提高道路安全的措施之一，随着车辆保有量的逐年上升，人们对车辆行驶的平顺性、舒适性与安全性要求逐渐提高。减速带主要材质为橡胶，形状为条状，一般设置在公路道口、工矿企业、学校、住宅小区入口等需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，是用于降低机动车、非机动车行驶速度的交通专用安全设置。但传统减速带缺点也逐渐暴露，如使车辆颠簸，不仅带来噪声污染，严重时还会对减速带造成一定损坏，同时减速带长时间使用会导致材料磨损严重，需定期更换，并且功能单一等。

中国专利号为201820803553.4的文献公开了一种新型非牛顿流体减速带，在减速带凹槽内装有非牛顿流体，利用非牛顿流体在物体运动速度慢，相对摩擦力小时保持液体状态的这一特性，当车辆慢速通过减速带时，非牛顿流体会发生较大形变，从而降低车辆颠簸，减少车辆冲击，此非牛顿流体减速带虽然能够减小车辆行驶时的颠簸，但功能仍较为单一。

发明内容

本发明的目的在于弥补传统减速带的不足而提供一种智能发电减速带，将减速带防颠簸与能量回收发电相结合， 不仅提高车辆驾驶者及乘客的乘车舒适性，还减少道路交通中因车辆颠簸而带来的噪音污染。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：其上部分是减速带踏板，下部分是下箱体，减速带踏板包括橡胶保护层，橡胶保护层是一个封闭的腔体，腔体内部包裹有非牛顿流体，橡胶保护层的底壁上开有分流孔，分流孔的正下方是流体箱，流体箱固定连接在橡胶保护层底壁上，橡胶保护层的腔体和流体箱之间通过分流孔贯通；垂直布置的活塞齿条杆上端向上穿过分流孔进入流体箱内部，活塞齿条杆的下段和第二主动轮相啮合，橡胶保护层底壁上还固定连接一根垂直的齿条，齿条的下段和第一主动轮相啮合，第一主动轮和第二主动轮均同轴心地套在一根连接杆上，第一主动轮和第一从动轮相啮合，第二主动轮与第二从动轮相啮合；第一从动轮和第二从动轮的结构相同，两个从动轮的中心轴一侧均为空心，在空心处各套有一个棘轮，一个棘轮的中心轴与对应的一个电气设备箱内部的发电机轴相连，在从动轮端面上固定设有拨片，拨片与对应的棘轮的棘齿相接触。

进一步地，所述的下箱体5前后侧壁的顶面上开有若干个箱体孔，橡胶保护层的底壁前后边缘处分别固定连接若干个上下垂直布置的柱条，柱条下端向下有间隙地插在箱体孔中，每个柱条上套有一根减速带踏板弹簧。

进一步地，活塞齿条杆的下端套有活塞齿条杆弹簧，并插在下箱体底壁上开的柱孔中。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明与传统减速带相比，增设了非牛顿流体，非牛顿流体具有非时变性，其剪切应力和剪切速率之比不是常数，利用其特性，当车辆快速通过时非牛顿流体受重压会凝固变硬迫使车辆减速，若慢速通过则会平稳通过，减轻了颠簸感和不适感。

2、本发明同时综合考虑车辆行驶的不同工况，设置两套发电装置，将车辆行驶时传递给减速带的部分机械能充分利用，转化为电能，可为道路两边的路灯、装饰等设施供电，减少能源消耗的同时，满足节能减排，绿色低碳的要求。当车辆快速或慢速通过减速带踏板时，两套发电装置都能利用车辆提供的机械能进行发电。同时增设的孔径较小的流体箱起到了压缩非牛顿流体体积，扩大非牛顿流体的位移行程，提高发电效率和机械能利用率的作用。因此本发明能有效降低车辆颠簸，减轻车辆及减速带本身的损伤，减少噪声污染，并且能够有效实现能量回收。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1为本发明所述的一种智能发电减速带结构在初始状态的轴侧剖示意图；

图2是图1中减速带踏板以及齿条1的装配结构示意图；

图3为图1顺时针旋转180度后局部结构图；

图4为图3中第二从动轮20、第二棘轮24的装配结构放大示意图；

图5为车辆通过减速带时的工作状态图；

图中：1.齿条；2.橡胶保护层；3.减速带踏板弹簧；4.柱条；5.下箱体；6.连接杆；7.第一主动轮；8. 第一电气设备箱；9. 第一从动轮；10.第一棘轮；11. 第二轴承；12.活塞齿条杆；13.流体箱；14.分流孔；15.第一轴承；17.箱体孔；18.柱孔；19.侧孔；20.第二从动轮；21.第二电气设备箱；22.键；23.第二主动轮；24.第二棘轮；25.活塞齿条杆弹簧；27.拨片。

具体实施方式

为了方便理解，定义图1中减速带长度方向为“左”、“右”方向，车辆行驶方向为“前”、“后”方向。

如图1、图2和图3所示，本发明一种智能发电减速带上部分是减速带踏板，下部分是下箱体5，减速带踏板安装在下箱体5上。减速带踏板包括橡胶保护层2、减速带踏板弹簧3、柱条4和流体箱13。其中，橡胶保护层2设计为拱形状，橡胶保护层2的拱形状是一个封闭的腔体，该腔体内部包裹有非牛顿流体，非牛顿流体的成分根据具体情况而定，实际应用中，可根据不同的路况、不同的需求，用不同的材料配出不同的非牛顿流体，不同的非牛顿流体可满足不同的车速要求。橡胶保护层2的底壁上开有分流孔14，分流孔14的正下方是流体箱13，流体箱13固定连接在橡胶保护层2的底壁上，分流孔14使橡胶保护层2的腔体和流体箱13贯通。流体箱13的体积远小于橡胶保护层2腔体的体积和非牛顿流体的体积，当橡胶保护层2发生形变时，部分流体通过分流孔14流入流体箱13中。分流孔14的孔径较小，分流孔14的孔面积与橡胶保护层2底壁表面面积之比为1：55-70，便于压缩非牛顿流体体积。

橡胶保护层2的底壁设计为槽形结构，底壁的前后边缘处分别固定连接若干个柱条4，柱条4上下垂直布置，其上端均固定连接橡胶保护层2底壁，下端向下插在下箱体5的箱体孔17中，如图3所示，在下箱体5 前后侧壁的顶面上开有若干个箱体孔17，箱体孔17和柱条4一一对应，在柱条4正下方，柱条4伸在箱体孔17时，与箱体孔17有间隙配合，可在箱体孔17上下移动。橡胶保护层2底壁前后边缘处的若干个柱条4沿左右方向等距离布置。每个柱条4上套有一根减速带踏板弹簧3，减速带踏板弹簧3上端与橡胶保护层2底壁相连，下端支撑在下箱体5的上表面上。当橡胶保护层2向下运动时，柱条4向下运动，减速带踏板弹簧3压缩。

橡胶保护层2底壁上还固定连接一根垂直布置的齿条1，齿条1上端与橡胶保护层2底壁固定连接，下端悬空。活塞齿条杆12也垂直布置，其上端向上穿过分流孔14进入流体箱13内部，能与流到流体箱13中的非牛顿流体接触，下端套有活塞齿条杆弹簧25，并插在下箱体5底壁上开的柱孔18中。活塞齿条杆12和齿条1一左一右布置，相对于橡胶保护层2的中心左右对称。

活塞齿条杆12的下段和第二主动轮23相啮合，齿条1的下段和第一主动轮7相啮合，第一主动轮7和第二主动轮23均同轴心地套在一根连接杆6上。第一主动轮7通过第一轴承15连接连接杆6，第二主动轮23通过第二轴承11连接连接杆6。连接杆6左右水平布置，在橡胶保护层2的正下方，并且位于下箱体5内部。连接杆6的左右两端通过下箱体5左右侧壁上开的侧孔19固定连接下箱体5。当齿条1、活塞齿条杆12上下移动时，带动相啮合的第一主动轮7、第二主动轮23转动。第二主动轮23在流体箱13的下方，

第一主动轮7和第一从动轮9相啮合，第一从动轮9在第一主动轮7的下方。第二主动轮23与第二从动轮20相啮合，第二从动轮20在第二主动轮23的下方。第一从动轮9的旁侧设有第一电气设备箱8，第二从动轮20的旁侧设有第二电气设备箱21，第一电气设备箱8和第二电气设备箱21均固定连接在下箱体5的底部，第一电气设备箱8和第二电气设备箱21内部均安装发电机，发电装置及蓄电装置集成在电气设备箱中。

参见图3和图4所示，第一从动轮9和第二从动轮20的结构雷同，以第二从动轮20为例，第二从动轮20的中心轴一侧为空心，在第二从动轮20的空心处同轴套有第二棘轮24，第二棘轮24和第二从动轮20不接触，第二棘轮24的中心轴是实心，第二棘轮24的中心轴通过键22与第二电气设备箱21内部的发电机轴相连。第二从动轮20在面对第二棘轮24的端面上固定焊接一个拨片 27，该拨片 27同时与第二棘轮24上的棘齿相接触。活塞齿条杆12向下运动时，带动第二从动轮20旋转，拨片27随之旋转，通过拨片 27带动第二棘轮24单向转动，第二电气设备箱21中的发电设备进而旋转发电；当活塞齿条杆12复位向上运动时，拨片7抵住第二棘轮24上的棘齿，使其无法旋转，从而避免回位过程中出现反转。

同理，第一从动轮9的中心轴一侧为空心，套有第一棘轮10，第一棘轮10的中心轴与第一电气设备箱8内部的发电机轴相连，第一从动轮9上固定焊接另一个拨片，另一个拨片能带动第一棘轮10转动。当齿条1向下运动时，带动第一从动轮9、另一个拨片随之旋转，从而带动第一棘轮10单向转动，第一电气设备箱8内部的发电设备旋转发电；当齿条1向上复位时，另一个拨片抵住第一棘轮10使其无法旋转。

流体箱13、活塞齿条杆12和齿条1、第一主动轮7和第一从动轮9、第一从动轮9和第二从动轮20、第一电气设备箱8、第二电气设备箱21以及连接杆6等均容纳在下箱体5的内部。

如图5所示，本发明工作时，当车辆快速通过减速带，压在橡胶保护层2上时，非牛顿流体几乎不发生形变，此时，流入流体箱13内流体可忽略不计，使橡胶保护层2具有较大的支撑力。快速通过的车辆瞬间给整个减速带较大的压力，此时橡胶保护层2整体向下移动，转移为齿轮1的位移，压缩减速带踏板弹簧3的同时推动齿条1向下位移，齿条 1带动第一主动轮7向后旋转，第一主动轮7带动第一从动轮9向前旋转从而驱动第一棘轮10向前旋转，第一棘轮10带动棘轮轴旋转，从而给第一电气设备箱8内部的发设备蓄电。

当车辆慢速通过时，非牛顿流体产生较大形变，非牛顿流体被挤压，经分流孔进入下面的流体箱13内，吸收非牛顿流体的形变位移，而流体箱13本身横截面积较小，从而扩大了非牛顿流体因形变而产生的位移行程，非牛顿流体进而推动活塞齿条杆12向下运动，带动第二主动轮23向后旋转，同时，第二从动轮20向前旋转，从而给第二电气设备箱21内部的发电设备蓄电。车辆通过后，由活塞齿条杆弹簧25带动活塞齿条杆12复位。

因此，本发明中的两套发电装置能够单独工作，互不影响。当车辆慢速、快速通过减速带时，两套发电装置各自作用，利用车辆通过时提供的机械能，实现发电功能。

Claims (10)

1.一种智能发电减速带，其上部分是减速带踏板，下部分是下箱体（5），减速带踏板包括橡胶保护层（2），其特征是：橡胶保护层（2）是一个封闭的腔体，腔体内部包裹有非牛顿流体，橡胶保护层（2）的底壁上开有分流孔（14），分流孔（14）的正下方是流体箱（13），流体箱（13）固定连接在橡胶保护层（2）底壁上，橡胶保护层（2）的腔体和流体箱（13）之间通过分流孔（14）贯通；垂直布置的活塞齿条杆（12）上端向上穿过分流孔（14）进入流体箱（13）内部，活塞齿条杆（12）的下段和第二主动轮（23）相啮合，橡胶保护层（2）底壁上还固定连接一根垂直的齿条（1），齿条（1）的下段和第一主动轮（7）相啮合，第一主动轮（7）和第二主动轮（23）均同轴心地套在一根连接杆（6）上，第一主动轮（7）和第一从动轮（9）相啮合，第二主动轮（23）与第二从动轮（20）相啮合；第一从动轮（9）和第二从动轮（20）的结构相同，两个从动轮的中心轴一侧均为空心，在空心处各套有一个棘轮，一个棘轮的中心轴与对应的一个电气设备箱内部的发电机轴相连，在从动轮端面上固定设有拨片（27），拨片（27）与对应的棘轮的棘齿相接触。

2.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：下箱体（5） 前后侧壁的顶面上开有若干个箱体孔（17），橡胶保护层（2）的底壁前后边缘处分别固定连接若干个上下垂直布置的柱条（4），柱条（4）下端向下有间隙地插在箱体孔（17）中，每个柱条（4）上套有一根减速带踏板弹簧（3）。

3.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：活塞齿条杆（12）的下端套有活塞齿条杆弹簧（25），并插在下箱体（5）底壁上开的柱孔（18）中。

4.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：流体箱（13）的体积小于非牛顿流体的体积。

5.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：分流孔（14）的孔面积与橡胶保护层（2）底壁表面面积之比为1：55-70。

6.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：活塞齿条杆（12）和齿条（1）一左一右布置，相对于橡胶保护层（2）的中心左右对称。

7.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：连接杆（6）左右水平布置，且在橡胶保护层（2）的正下方。

8.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：连接杆（6）的左右两端通过下箱体（5）左右侧壁上开的侧孔（19）固定连接下箱体（5）。

9.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：第一主动轮（7）通过第一轴承（15）连接连接杆（6），第二主动轮（23）通过第二轴承（11）连接连接杆（6）。

10.根据权利要求1所述的一种智能发电减速带，其特征是：第一从动轮（9）的旁侧设有第一电气设备箱（8），第二从动轮（20）的旁侧设有第二电气设备箱（21），第一电气设备箱（8）和第二电气设备箱（21）均固定连接在下箱体（5）的底部。

Images