CN204947936U - 对称式惯性储能压电变换列车减震器 - Google Patents
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Abstract
一种对称式惯性储能压电变换列车减震器,由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成,两个减震发电机构对称的设置在主减振机构的两侧,该装置即可以实现地铁列车运行中的减震功能,又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能,可用来取代现有的城市地铁列车减震装置。
Description
技术领域:
本实用新型涉及一种地铁列车减震发电应用技术,特别是一种对称式惯性储能压电变换列车减震器,该装置通过共振储能机电转换将城市地铁列车运行中的机械能转换为电能,为城市地铁列车车箱内照明提供电能,可降低城市地铁列车运营成本,节能环保。
背景技术:
城市地铁是城市交通中重要的基础设施,是社会经济正常运行的必要基础,是缓解交通拥堵、满足社会经济发展和居民出行需求的重要手段。
随着国民经济的快速发展以及城市居民出行需求的日益增长,各大城市都加快了公共交通的发展速度。但是由于地铁运量大,其耗电总量十分巨大,并且电力是地铁消耗的最主要能源,地铁供电通常来自城市电网,通过地铁供电系统实现变换和传输。其电力能耗主要分为列车运行牵引电能和车厢照明设备所消耗的电能两部分。
在当前我国建设节约型社会的大背景下,如何建设节能型轨道交通系统已经成为轨道交通系统规划设计与建设管理中的一个重要研究课题。也是行业发展的方向和追求的目标。
由于城市地铁是在地下运行,车厢的照明设备需要24小时不间断供电,如果能将地铁列车运行中多余的动能转换为电能,为车厢的照明设备提供电能,将为国家节约大量的电能,即节能环保,又可降低城市地铁运营成本。
实用新型内容:
为了节约能源和降低地铁运营耗电量和运营成本,建设节能型轨道交通系统,本实用新型针对城市地铁列车现有减震技术存在的不足,对现有减震技术进行了改进,提出了一种对称式惯性储能压电变换列车减震器,它即可以实现地铁列车运行中的减震功能,又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一个城市地铁列车减震发电装置由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成,两个减震发电机构对称的设置在主减振机构的两侧,
主减振机构由一个长方形上承压板、一个长方形下承压板和多个主减震弹簧构成,主减震弹簧设置在上承压板和下承压板之间,
两个减震发电机构都由一个长方形箱体和多个惯性储能二次减震机构构成,两个减震发电机构通过下承压板连接在一起,
各惯性储能二次减震机构都由一个行程变换机构、两个惯性储能机构和两个机电转换机构构成,行程变换机构设置在长方形箱体的上端,两个惯性储能机构和两个机电转换机构设置在长方形箱体内,两个惯性储能机构和两个机电转换机构对称的位于行程变换机构的下方,
两个惯性储能机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,两个机电转换机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,
地铁列车的振动施加在上承压板,列车的一部分压力通过上承压板传递到主减振机构上,列车的另一部分压力对称的分布在位于主减振机构两侧的两个减震发电机构上,上述结构设置即可吸收列车纵向震动,还可减少列车横向振动,
各惯性储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、长齿条连接板、一个长齿条、一个弹簧杆、一个弹簧杆连接柱、一个摆动弹簧和一个弹簧座构成,主驱动杆的一端与上承压板相连接,主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接,主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接,驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接,辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接,辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与长齿条连接板的中部相连接,
长齿条的上端通过齿条连接轴安装在长齿条连接板的下面,弹簧座安装在长齿条连接板的下面,摆动弹簧设置在长齿条的上端和长齿条连接板之间,
长齿条的下端通过第六连接轴与弹簧杆的上端相连接,弹簧杆的下端通过第七连接轴与弹簧杆连接柱相连接,弹簧杆连接柱安装在长方形箱体的下面,
弹簧杆由一个外弹簧帽、一个内弹簧帽、一个内弹簧、外帽连接杆和内帽连接杆构成,外弹簧帽扣在内弹簧帽上,内弹簧设置在内弹簧帽内,外帽连接杆与外弹簧帽相连接,内帽连接杆与内弹簧帽相连接,
各惯性储能二次减震机构的两个惯性储能机构都由一个主驱动齿轮、一个辅驱动齿轮、一个惯性轮构成,
第一驱动轴、第二驱动轴和第三驱动轴相互平行的固定安装在长方形箱体上,
主驱动齿轮可转动的安装在第一驱动轴上,惯性轮可转动的安装在第二驱动轴上,辅驱动齿轮可转动的安装在第三驱动轴上,
主驱动齿轮与惯性轮的小齿轮相啮合,惯性轮的大齿轮与辅驱动齿轮的小齿轮相啮合,第四驱动轴固定安装在辅驱动齿轮的大齿轮的边缘上,第四驱动轴与辅驱动齿轮垂直,
长齿条的中部通过弹簧杆与主驱动齿轮弹性的相啮合,长齿条向下运动时长齿条的中部可在弹簧杆推动下与主驱动齿轮弹性的相啮合,长齿条向上运动时长齿条的中部可在摆动弹簧的推动下与主驱动齿轮脱开,
各惯性储能二次减震机构的两个机电转换机构都由一个往复运动驱动杆、一个驱动滑块、一个压电陶瓷片、第一个连接板、第二个连接板和支撑架构成,
第一个连接板和第二个连接板安装在支撑架上,支撑架安装在长方形箱体上,压电陶瓷片的一端连接在第一个连接板上,压电陶瓷片的另一端连接在第二个连接板上,往复运动驱动杆的一端可转动的安装在第四驱动轴上,往复运动驱动杆的另一端通过第五驱动轴可转动的安装在驱动滑块的下端,驱动滑块的上端与压电陶瓷片的中部相连接,
当地铁列车的振动施加在上承压板时,列车的一部分压力通过上承压板传递到主减振机构上,列车的另一部分压力通过各惯性储能二次减震机构的行程变换机构的主驱动杆、驱动连接杆、辅驱动杆、长齿条传递到各惯性储能二次减震机构的主驱动齿轮上,上承压板的上下移动幅度通过行程变换机构的行程幅度放大,带动长齿条大幅度的上下振动,并通过长齿条、弹簧杆和摆动弹簧带动主驱动齿轮单向转动,通过主驱动齿轮单向转动驱动惯性轮单向高速转动,将振动动能转化为惯性轮的转动动能存储在高速转动的惯性轮中,
惯性轮的转动驱动辅驱动齿轮转动,并通过往复运动驱动杆和驱动滑块带动压电陶瓷片大幅度的上下振动,上述振动不断的进行下去,在压电陶瓷片的两个电极不断的输出交变电流,通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。
本实用新型的有益效果是:通过主减振机构构成了地铁列车的减震机构,同时通过减震发电机构机构构成了地铁列车的自发电系统,即节约了能源又降低了地铁运营成本。
附图说明:
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的整体结构俯视图。
图2是本实用新型的A-A剖视图。
图3是本实用新型的B-B剖视图。
图4是本实用新型的C-C剖视图。
图5是本实用新型的D-D剖视图。
图6是本实用新型的E-E剖视图。
图7是本实用新型的F-F剖视图。
具体实施方式:
在图1、图3和图4中,城市地铁列车减震发电装置由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成,两个减震发电机构对称的设置主减振机构的两侧,
主减振机构由上承压板10、下承压板11、主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4构成,主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4设置在上承压板10和下承压板11之间,两个减震发电机构通过下承压板11连接在一起,
第一个减震发电机构由长方形箱体9和7个设置在长方形箱体9内的结构、各项尺寸和工作过程相同的惯性储能二次减震机构构成,各惯性储能二次减震机构都由一个行程变换机构、两个惯性储能机构和两个机电转换机构构成,
两个惯性储能机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,两个机电转换机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,
在图1、图2和图3中,第一个惯性储能二次减震机构的行程变换机构设置在长方形箱体9的上端,两个惯性储能机构和两个机电转换机构设置在长方形箱体9内,两个惯性储能机构和两个机电转换机构对称的位于行程变换机构的下方,
第一个惯性储能二次减震机构的行程变换机构由主驱动杆1-1、驱动连接杆1-5、辅驱动杆1-7、长齿条连接板1-11-1、长齿条1-11、弹簧杆1-13、弹簧杆连接柱5、摆动弹簧1-16和弹簧座1-15构成,主驱动杆1-1的一端与上承压板10相连接,主驱动杆1-1的中部通过第一连接轴1-2与设置在长方形箱体9上部的第一支撑柱1-3相连接,主驱动杆1-1的另一端通过第二连接轴1-4与驱动连接杆1-5的上端相连接,驱动连接杆1-5的下端通过第三连接轴1-6与辅驱动杆1-7的一端相连接,辅驱动杆1-7的中部通过第四连接轴1-8与安装在长方形箱体9上部的第二支撑柱1-9相连接,辅驱动杆1-7的另一端通过第五连接轴1-10与长齿条连接板1-11-1的中部相连接,
长齿条1-11的上端通过齿条连接轴1-11-2安装在长齿条连接板1-11-1的下面,弹簧座1-15安装在长齿条连接板1-11-1的下面,摆动弹簧1-16设置在长齿条1-11的上端和长齿条连接板1-11-1之间,
长齿条1-11的下端通过第六连接轴1-12与弹簧杆1-13的上端相连接,弹簧杆1-13的下端通过第七连接轴1-14与弹簧杆连接柱5相连接,弹簧杆连接柱5安装在长方形箱体9的下面,
在图7中,弹簧杆1-13由一个外弹簧帽1-13-1、一个内弹簧帽1-13-2、一个内弹簧1-13-3、外帽连接杆1-13-5和内帽连接杆1-13-4构成,外弹簧帽1-13-1扣在内弹簧帽1-13-2上,内弹簧1-13-3设置在内弹簧帽1-13-2内,外帽连接杆1-13-5与外弹簧帽1-13-1相连接,内帽连接杆1-13-4与内弹簧帽1-13-2相连接,
在图2和图5中,第一个惯性储能二次减震机构的第一个惯性储能机构由主驱动齿轮2-1、辅驱动齿轮2-9、惯性轮2-6构成,
第一驱动轴2-2、第二驱动轴2-4和第三驱动轴2-7相互平行的固定安装在长方形箱体9上,
主驱动齿轮2-1可转动的安装在第一驱动轴2-2上,惯性轮2-6可转动的安装在第二驱动轴2-4上,辅驱动齿轮2-9可转动的安装在第三驱动轴2-7上,
主驱动齿轮2-1与惯性轮2-6的小齿轮相啮合,惯性轮2-6的大齿轮与辅驱动齿轮2-9的小齿轮相啮合,第四驱动轴2-10固定安装在辅驱动齿轮2-9的大齿轮的边缘上,第四驱动轴2-10与辅驱动齿轮2-9垂直,
长齿条1-11的中部通过弹簧杆1-13与主驱动齿轮2-1弹性的相啮合,长齿条1-11向下运动时长齿条1-11的中部可在弹簧杆1-13推动下与主驱动齿轮2-1弹性的相啮合,长齿条1-11向上运动时长齿条1-11的中部可在摆动弹簧1-16的推动下与主驱动齿轮2-1脱开,
在图2、图5和图6中,第一个惯性储能二次减震机构的第一个机电转换机构由往复运动驱动杆2-11、驱动滑块2-13、一个压电陶瓷片2-14、第一连接板2-15-1、第二连接板2-15-2和支撑架2-27-1构成,
第一连接板2-15-1和第二连接板2-15-2安装在支撑架2-27-1上,支撑架2-27-1安装在长方形箱体9上,压电陶瓷片2-14的一端连接在第一连接板2-15-1上,压电陶瓷片2-14的另一端连接在第二连接板2-15-2上,往复运动驱动杆2-11的一端可转动的安装在第四驱动轴2-10上,往复运动驱动杆2-11的另一端通过第五驱动轴2-12可转动的安装在驱动滑块2-13的下端,驱动滑块2-13的上端与压电陶瓷片2-14的中部相连接,
第一个惯性储能二次减震机构的第二个惯性储能机构和第二个机电转换机构与第一个惯性储能机构和第一个机电转换机构的结构、各项尺寸和工作过程相同。
当地铁列车的振动施加在上承压板10时,列车的一部分压力通过上承压板10传递到主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4上,列车的另一部分压力通过由主驱动杆1-1、驱动连接杆1-5、辅驱动杆1-7、长齿条连接板和长齿条1-11等构成的行程变换机构传递主驱动齿轮2-1上,上承压板10的上下移动幅度通过行程变换机构的行程幅度放大,带动长齿条1-11大幅度的上下振动,并通过长齿条1-11、弹簧杆1-13、摆动弹簧1-16带动主驱动齿轮2-1单向转动,通过主驱动齿轮2-1单向转动驱动惯性轮2-6高速转动,将振动动能转化为惯性轮2-6的转动动能存储在高速转动的惯性轮2-6中,
惯性轮2-6的转动驱动辅驱动齿轮2-9转动,并通过往复运动驱动杆2-11和驱动滑块2-13带动压电陶瓷片2-14大幅度的上下振动,上述振动不断的进行下去,在压电陶瓷片2-14的两个电极不断的输出交变电流,通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。
Claims (1)
1.一种对称式惯性储能压电变换列车减震器,由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成,其特征是:两个减震发电机构对称的设置在主减振机构的两侧,主减振机构由一个长方形上承压板、一个长方形下承压板和多个主减震弹簧构成,主减震弹簧设置在上承压板和下承压板之间,
两个减震发电机构都由一个长方形箱体和多个惯性储能二次减震机构构成,两个减震发电机构通过下承压板连接在一起,
各惯性储能二次减震机构都由一个行程变换机构、两个惯性储能机构和两个机电转换机构构成,行程变换机构设置在长方形箱体的上端,两个惯性储能机构和两个机电转换机构设置在长方形箱体内,两个惯性储能机构和两个机电转换机构对称的位于行程变换机构的下方,
两个惯性储能机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,两个机电转换机构的结构、各项尺寸和工作过程相同,
地铁列车的振动施加在上承压板,列车的一部分压力通过上承压板传递到主减振机构上,列车的另一部分压力对称的分布在位于主减振机构两侧的两个减震发电机构上,上述结构设置即可吸收列车纵向震动,还可减少列车横向振动,
各惯性储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、长齿条连接板、一个长齿条、一个弹簧杆、一个弹簧杆连接柱、一个摆动弹簧和一个弹簧座构成,主驱动杆的一端与上承压板相连接,主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接,主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接,驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接,辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接,辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与长齿条连接板的中部相连接,
长齿条的上端通过齿条连接轴安装在长齿条连接板的下面,弹簧座安装在长齿条连接板的下面,摆动弹簧设置在长齿条的上端和长齿条连接板之间,
长齿条的下端通过第六连接轴与弹簧杆的上端相连接,弹簧杆的下端通过第七连接轴与弹簧杆连接柱相连接,弹簧杆连接柱安装在长方形箱体的下面,
弹簧杆由一个外弹簧帽、一个内弹簧帽、一个内弹簧、外帽连接杆和内帽连接杆构成,外弹簧帽扣在内弹簧帽上,内弹簧设置在内弹簧帽内,外帽连接杆与外弹簧帽相连接,内帽连接杆与内弹簧帽相连接,
各惯性储能二次减震机构的两个惯性储能机构都由一个主驱动齿轮、一个辅驱动齿轮、一个惯性轮构成,
第一驱动轴、第二驱动轴和第三驱动轴相互平行的固定安装在长方形箱体上,
主驱动齿轮可转动的安装在第一驱动轴上,惯性轮可转动的安装在第二驱动轴上,辅驱动齿轮可转动的安装在第三驱动轴上,
主驱动齿轮与惯性轮的小齿轮相啮合,惯性轮的大齿轮与辅驱动齿轮的小齿轮相啮合,第四驱动轴固定安装在辅驱动齿轮的大齿轮的边缘上,第四驱动轴与辅驱动齿轮垂直,
长齿条的中部通过弹簧杆与主驱动齿轮弹性的相啮合,长齿条向下运动时长齿条的中部可在弹簧杆推动下与主驱动齿轮弹性的相啮合,长齿条向上运动时长齿条的中部可在摆动弹簧的推动下与主驱动齿轮脱开,
各惯性储能二次减震机构的两个机电转换机构都由一个往复运动驱动杆、一个驱动滑块、一个压电陶瓷片、第一个连接板、第二个连接板和支撑架构成,
第一个连接板和第二个连接板安装在支撑架上,支撑架安装在长方形箱体上,压电陶瓷片的一端连接在第一个连接板上,压电陶瓷片的另一端连接在第二个连接板上,往复运动驱动杆的一端可转动的安装在第四驱动轴上,往复运动驱动杆的另一端通过第五驱动轴可转动的安装在驱动滑块的下端,驱动滑块的上端与压电陶瓷片的中部相连接。
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