CN210822260U - 车辆自发电设备 - Google Patents

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李旭伟
李长生
孟宪洪
唐永康
何占元
李家林
暴学志
潘振
凌烈鹏
赵志荣
王世强
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China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
Shuohuang Railway Development Co Ltd
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Shuohuang Railway Development Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种车辆自发电设备，包括同步轮、转轴、传动轮、发电机及传动件，所述同步轮用于与车辆的转动部件固定连接，所述转轴用于与车辆的固定部件转动连接，所述传动轮套设在所述转轴上且与所述转轴固定连接，所述同步轮与所述传动轮通过传动件传动连接，所述传动轮沿其轴向方向的宽度大于所述同步轮的宽度，所述发电机的输入轴与所述转轴一端固定连接。位于传动轮一端的传动件能在传动轮上沿其轴向方向进行一定范围内的偏移，而避免传动件从传动轮上脱落，减少传动件及传动轮的磨损，延长传动件及传动轮的使用寿命，使车辆自发电设备具有较好的耐用性。

Description

车辆自发电设备
技术领域
本实用新型涉及车辆发电设备，特别是涉及一种车辆自发电设备。
背景技术
铁路运输逐渐成为主要的运输方式，对铁路货运的要求也逐渐提高，铁路货运主要向高速化和重载化这两个方面发展，铁路货运的运行过程中需要对货车实时进行检测，信号传输等方面都需要电能。一般铁路货车发电方式采用磁悬浮振动自发电或者摩擦式发电等等，这些发电形式结构都比较复杂，制造成本较高。而一般采用车轮或者车轴发电的设备，通过传动件传递车轮或者车轴的动能到发电机，传动件损耗严重是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
基于此，本申请提供一种车辆自发电设备，能有效降低传动件的损耗。
一种车辆自发电设备，包括同步轮、转轴、传动轮、发电机及传动件，所述同步轮用于与车辆的转动部件固定连接，所述转轴用于与车辆的固定部件转动连接，所述传动轮套设在所述转轴上且与所述转轴固定连接，所述同步轮与所述传动轮通过传动件传动连接，所述传动轮沿其轴向方向的宽度大于所述同步轮的宽度，所述发电机的输入轴与所述转轴一端固定连接。
上述车辆自发电设备，车辆的转动部件转动时，同步轮与之同步转动，通过传动件带动传动轮转动，传动轮带动与之固定连接的转轴转动，转轴带动与之固定连接的发电机转动，将车辆的动能转化为电能。由于车辆的转动部件带动同步轮转动过程中发生偏移时，位于同步轮一端的传动件也同步产生偏移，而传动轮与转轴固定连接，位于传动轮一端的传动件无法随传动轮发生偏移，将传动轮沿其轴向方向的宽度设置为大于所述同步轮沿其轴向方向的宽度，使位于传动轮一端的传动件能在传动轮上沿其轴向方向进行一定范围内的偏移，而避免传动件从传动轮上脱落，减少传动件及传动轮的磨损，延长传动件及传动轮的使用寿命，使车辆自发电设备具有较好的耐用性。
在其中一实施例中，所述同步轮和所述传动轮均为齿轮，所述传动件为齿形皮带，所述齿轮及所述齿形皮带的齿的延伸方向均与所述转轴的轴向方向相同。
在其中一实施例中，所述同步轮的两侧均设有第一挡边，所述传动轮的两侧均设有第二挡边，两个第二挡边的间距大于两个第一挡边的间距，所述齿形皮带的一端套设在两个第一挡边之间，另一端套设在两个第二挡边之间。
在其中一实施例中，所述传动轮的宽度比所述同步轮的宽度至少多4cm。
在其中一实施例中，所述的车辆自发电设备还包括压轮，所述压轮位于所述传动轮与所述同步轮之间，且压轮抵靠所述齿形皮带的外表面设置。
在其中一实施例中，所述的车辆自发电设备还包括安装轴，所述压轮套设在所述安装轴上且能相对所述安装轴转动，所述安装轴的两端均连接有安装件，所述安装件与车辆的固定部件连接。
在其中一实施例中，所述转轴的两端分别套设有轴承，所述轴承安装在与轴承架上，所述轴承架与车辆的固定部件连接。
在其中一实施例中，所述的车辆自发电设备还包括编码器，所述编码器与所述转轴远离发电机的一端固定连接。
在其中一实施例中，所述传动轮通过轴键与所述转轴固定连接。
在其中一实施例中，所述同步轮套设在车辆的车轮轴上；所述轴承架用于与车辆的车体纵梁固定连接。
在其中一实施例中，所述的车辆自发电设备还包括编码器，所述编码器与所述转轴远离发电机的一端固定连接。
附图说明
图1为本申请一实施例的车辆自发电设备的俯视示意图；
图2为本申请一实施例的车辆自发电设备的侧视示意图；
图3为本申请一实施例的车辆自发电设备的传动件未偏移的示意图；
图4为本申请一实施例的车辆自发电设备的传动件偏移的第一示意图；
图5为本申请一实施例的车辆自发电设备的传动件偏移的第二示意图。
10、同步轮，110、第一挡边，20、转轴，30、传动轮，310、第二挡边，40、发电机，50、传动件，60、压轮，62、安装轴，64、安装件，70、轴承架，80、编码器，91、转动部件，92、固定部件。
具体实施方式
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
请参阅图1和图2，本申请一实施例提供一种车辆自发电设备，包括同步轮10、转轴20、传动轮30、发电机40及传动件50，所述同步轮10用于与车辆的转动部件91固定连接，所述转轴20用于与车辆的固定部件92转动连接，所述传动轮30套设在所述转轴20上且与所述转轴20固定连接，所述同步轮10与所述传动轮30通过传动件50传动连接，所述传动轮30沿其轴向方向的宽度大于所述同步轮10的宽度，所述发电机40的输入轴与所述转轴20一端固定连接。
车辆的转动部件91转动时，同步轮10与之同步转动，通过传动件50带动传动轮30转动，传动轮30带动与之固定连接的转轴20转动，转轴20带动与之固定连接的发电机40转动，将车辆的动能转化为电能。由于车辆的转动部件91带动同步轮10转动过程中同步轮10会发生偏移，位于同步轮10一端的传动件50也同步产生偏移，而传动轮30与转轴20固定连接，位于传动轮30一端的传动件50无法随传动轮30发生偏移，将传动轮30沿其轴向方向的宽度设置为大于所述同步轮10沿其轴向方向的宽度，使位于传动轮30一端的传动件50能在传动轮30上沿其轴向方向进行一定范围内的偏移，而避免传动件50从传动轮30上脱落，减少传动件50及传动轮30的磨损，延长传动件50及传动轮30的使用寿命，使车辆自发电设备具有较好的耐用性。
可选地，所述同步轮10与车辆的连接方式不限，只需确保所述同步轮10与车辆的转动部件91联动。在其中一个实施例中，所述同步轮10套设于所述车辆的车轮轴上。同步轮10套设于车辆底部的车轮轴的中间。通过将同步轮10与车轮轴连接，相比传统方式无需对车辆的车轴轴端进行改造，也不会影响车辆轴承的运转安全。
可选地，所述转轴20与所述传动轮30的连接方式不限定，只需要实现固定连接即可。在其中一实施例中，所述传动轮30通过轴键与所述转轴20固定连接。具体地，所述转轴20与所述传动轮30可以通过花键连接，也可以通过平键连接。具体地，转轴20的端部通过一联轴器与发电机40的输入轴固定连接。
参照图1、3、4、5，进一步地，所述同步轮10和所述传动轮30均为齿轮，所述传动件50为齿形皮带，所述齿轮及所述齿形皮带的齿的延伸方向均与所述转轴20的轴向方向相同。同步轮10与传动轮30的外表面布设有多根平行于转轴20的条形齿，其中传动轮30上的条形齿长于同步轮10上的条形齿。齿形皮带的内表面对应设有与同步轮10及传动轮30上的条形齿啮合的条形齿，齿形皮带上的条形齿的长度比同步轮10上的条形齿的长度略短或者相等。当同步轮10发生偏移时，会带动齿形皮带一起偏移，偏移方向与条形齿的延伸方向相同，因此传动轮30上的齿形皮带能沿传动轮30上的条形齿对应偏移，不仅可以对偏移进行导向，而且使齿形皮带两端的偏移保持平衡，进一步减少齿形皮带损伤，提高齿形皮带的使用寿命。采用齿形皮带传动，不易与同步轮10及传动轮30之间打滑，提高传动效率，齿形皮带不容易生锈，便于维护保养，生产成本也较低。
参照图1、3，进一步地，所述同步轮10的两侧均设有第一挡边110，所述传动轮30的两侧均设有第二挡边310，两个第二挡边310的间距大于两个第一挡边110的间距，所述齿形皮带的一端套设在两个第一挡边110之间，另一端套设在两个第二挡边310之间。将齿形皮带限位于两个第一挡边110及两个第二挡边310之间，避免齿形皮带从同步轮10、传动轮30上滑脱，同时限定了齿形皮带的在传动轮30上的偏移量。
进一步地，所述传动轮30的宽度比所述同步轮10的宽度至少多4cm。经研究发现，车轮轴带动同步轮10转动时，同步轮10不可避免的会发生偏移，而且会向两侧产生2cm左右的偏移，因此，将传动轮30的宽度设置为比所述同步轮10的宽度至少多4cm，使齿形皮带位于传动轮30中间位置时，两侧至少具有2cm的距离可移动，与同步轮10的偏移量对应。参照图3，齿形皮带在传动轮30上未发生偏移。参照图4，齿形皮带在传动轮30上向右发生偏移。参照图5，齿形皮带在传动轮30上向左发生偏移。
请参阅图1-2，在其中一个实施例中，所述车辆自发电设备还包括压轮60，所述压轮60位于所述同步轮10与所述传动轮30之间，且抵靠所述齿形皮带的外表面设置。压轮60抵靠所述齿形皮带的外表面，所述压轮60与所述齿形皮带之间存在摩擦力，具有张紧所述齿形皮带的作用。
进一步地，所述的车辆自发电设备还包括安装轴62，所述压轮60套设在所述安装轴62上且能相对所述安装轴62转动，所述安装轴62的两端均连接有安装件64，所述安装件64与车辆的固定部件92连接。所述压轮60通过安装轴62及安装件64可转动地安装在车辆底部，压轮60由于压在齿形皮带上，齿形皮带传动时，压轮60与所述齿形皮带之间存在摩擦力带动压轮60转动，起到保护齿形皮带的作用。
在其中一实施例中，所述转轴20的两端分别套设有轴承，所述轴承安装在与轴承架70上，所述轴承架70与车辆的固定部件92连接。具体地，所述车辆的固定部件92为车辆的车体纵梁，所述转轴20通过轴承及轴承架70可相对车辆的车体纵梁转动。
参照图1、3-5在其中一实施例中，所述的车辆自发电设备还包括编码器80，所述编码器80与所述转轴20远离发电机40的一端固定连接。具体地，所述编码器80悬吊于车辆的底部，用于测定车辆的位置及行走里程。车辆(如铁路货车)上安装的测试系统根据车辆的位置信息可定位轨道病害位置，另外根据行走里程也可确定何时对车辆及车辆自发电设备进行维修保养。具体地，转轴20的端部与编码器80的输入轴采用另一联轴器固定连接。
参照图1-5，本申请另一实施例提供一种车辆自发电方法，包括如下步骤：
将同步轮10套设在车轮轴上，且同步轮10能与车轮轴同步转动；
将转轴20吊装在车底，且转轴20能相对车底转动；
将传动轮30套设在转轴20上，且传动轮30与转轴20固定连接；
将所述同步轮10与所述传动轮30通过传动件50传动连接，且所述传动轮30沿其轴向方向的宽度大于所述同步轮10的宽度；
将发电机40的输入轴与所述转轴20一端固定连接，车辆运行时，发电机40进行自发电。
当车轮轴转动时，同步轮10通过传动件50带动传动轮30转动，传动轮30带动转轴20转动，转轴20带动发电机40转动发电，
该车辆自发电方法可采用上述任一实施例中的车辆自发电设备实现。车轮轴转动时，同步轮10与之同步转动，传动件50带动传动轮30转动，传动轮30带动与之固定连接的转轴20转动，转轴20带动与之固定连接的发电机40转动，将车辆的动能转化为电能。由于车轮轴带动同步轮10转动过程中同步轮10会发生偏移，位于同步轮10一端的传动件50也同步产生偏移，而传动轮30与转轴20固定连接，位于传动轮30一端的传动件50无法随传动轮30发生偏移，将传动轮30沿其轴向方向的宽度设置为大于所述同步轮10沿其轴向方向的宽度，使位于传动轮30一端的传动件50能在传动轮30上沿其轴向方向进行一定范围内的偏移，而避免传动件50从传动轮30上脱落，减少传动件50及传动轮30的磨损，延长传动件50及传动轮30的使用寿命。
上述任一实施例中的车辆自发电设备及车辆自发电方法可应用于铁路货车、公路货车等机动车辆上。该车辆自发电设备结构设计简单，各零件在市面上容易找到，具有制造成本低，便于市场化应用的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆自发电设备，其特征在于，包括同步轮、转轴、传动轮、发电机及传动件，所述同步轮用于与车辆的转动部件固定连接，所述转轴用于与车辆的固定部件转动连接，所述传动轮套设在所述转轴上且与所述转轴固定连接，所述同步轮与所述传动轮通过传动件传动连接，所述传动轮沿其轴向方向的宽度大于所述同步轮的宽度，所述发电机的输入轴与所述转轴一端固定连接。
2.根据权利要求1所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述同步轮和所述传动轮均为齿轮，所述传动件为齿形皮带，所述齿轮及所述齿形皮带的齿的延伸方向均与所述转轴的轴向方向相同。
3.根据权利要求2所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述同步轮的两侧均设有第一挡边，所述传动轮的两侧均设有第二挡边，两个第二挡边的间距大于两个第一挡边的间距，所述齿形皮带的一端套设在两个第一挡边之间，另一端套设在两个第二挡边之间。
4.根据权利要求2所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述传动轮的宽度比所述同步轮的宽度至少多4cm。
5.根据权利要求2所述的车辆自发电设备，其特征在于，还包括压轮，所述压轮位于所述传动轮与所述同步轮之间，且压轮抵靠所述齿形皮带的外表面设置。
6.根据权利要求5所述的车辆自发电设备，其特征在于，还包括安装轴，所述压轮套设在所述安装轴上且能相对所述安装轴转动，所述安装轴的两端均连接有安装件，所述安装件与车辆的固定部件连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述转轴的两端分别套设有轴承，所述轴承安装在与轴承架上，所述轴承架与车辆的固定部件连接。
8.根据权利要求7所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述传动轮通过轴键与所述转轴固定连接。
9.根据权利要求7所述的车辆自发电设备，其特征在于，所述同步轮套设在车辆的车轮轴上；所述轴承架用于与车辆的车体纵梁固定连接。
10.根据权利要求1-6任一项所述的车辆自发电设备，其特征在于，还包括编码器，所述编码器与所述转轴远离发电机的一端固定连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110588691A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 朔黄铁路发展有限责任公司 车辆自发电设备及车辆自发电方法

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