CN211498561U - 一种道路能量采集减速带机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种道路能量采集减速带机构，涉及道路机械能发电技术领域。底座盒体内靠近四角的位置均设有下导柱，压缩弹簧与下导柱的轴线重合，两端分别与顶盖下表面以及底座的底板上表面配合固定；曲柄底端通过短销与齿条固定；沿横板中线与底板之间并列设置的轴一、中轴、轴二均为阶梯轴，上、下两端轴外径与深沟球轴承的内圈过盈配合并通过深沟球轴承的外圈与横板和底板连接，底座上靠近支杆的两侧分别设有与齿条间隙配合的开口向内的齿条滑槽；两根齿条分别位于两侧的齿条滑槽的开口内，齿顶相对；两侧的齿条分别与各自一侧的下大直齿轮啮合。单向轴承一与小直齿轮啮合的上大直齿轮一与轴一过盈配合；小直齿轮与中轴的上部过盈配合。

Description

一种道路能量采集减速带机构

技术领域

本实用新型涉及道路机械能发电技术领域。

背景技术

据统计，2017年末，中国收费公路里程16.37万公里，占公路总里程477.35万公里的3.4％，全国收费公路共有主线收费站1338个。收费站内用电设备较多，比如电子显示屏、档杆电机以及照明设备等。数量如此庞大的收费站每年的耗电量是可观的。因此希望借助能量回收的方式减少收费站耗电量。道路能量的回收技术途径有很多，包括利用太阳能，风能，地热能以及机械能等，而机械能因为受环境因素的影响小，是一种很有发展潜力的新能源。结合现有收费站结构，发现目前收费站广泛存在的减速带是一个很好的机械能来源。

鉴于上述状况，研发一种结构简单、高效且成本低廉的减速带能量回收机构是有必要的。它在提供车辆减速功能的同时，还可以收集车辆在经过减速带过程中耗散的部分机械能，将其转换为电能，为收费站设施，如传感器、摄像头、档杆等电气设备供电，实现节能减排的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种道路能量采集减速带机构，它能有效地解决减速带机械能转换为电能的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种道路能量采集减速带机构，包括底座和能量转换机构，底座为扁矩形盒体结构，盒体外的前、后两边设有减速带，底座盒体内靠近四角的位置均设有下导柱，顶盖为平板结构，其下表面靠近四角且与下导柱对应的位置设有上导柱，压缩弹簧与下导柱的轴线重合，两端分别与顶盖下表面以及底座的底板上表面配合固定；曲柄座的上表面与顶盖下表面固接，曲柄座下部设有带通孔的双耳，通过销与曲柄的顶端连接固定，曲柄底端通过短销与齿条的一端连接固定；底座盒体内沿底板腰线均布三个通孔，横板为正方形板材，沿其中线与底板的三个通孔对应的位置也设有三个通孔，并列设置的轴一、中轴、轴二均为阶梯轴，上、下两端轴外径与深沟球轴承的内圈过盈配合且深沟球轴承紧靠它们的上、下两端轴肩，并通过深沟球轴承的外圈与横板的三个通孔、底板的三个通孔连接，横板的四角分别通过支杆与底座的底板固定；底座上靠近支杆的两侧分别设有与齿条间隙配合的开口向内的齿条滑槽，齿条滑槽的底面和侧面分别与底座的底板上表面、侧面固定；两根齿条分别位于两侧的齿条滑槽的开口内，齿顶相对；两侧的齿条分别与各自一侧的下大直齿轮一、下大直齿轮二啮合；下大直齿轮一的轴孔与单向轴承一的外圈过盈配合，单向轴承一的内圈与轴一过盈配合；单向轴承一与上大直齿轮一紧靠轴一的中部轴肩两侧，与小直齿轮啮合的上大直齿轮一与轴一过盈配合；小直齿轮与中轴的上部过盈配合，并与上大直齿轮二啮合；小直齿轮与大锥齿轮紧靠中轴的中部轴肩两侧；大锥齿轮与中轴的下部过盈配合，并与小锥齿轮啮合；下大直齿轮二的轴孔与单向轴承二的外圈过盈配合，单向轴承二的内圈与轴二过盈配合；单向轴承二与上大直齿轮二紧靠轴二的中部轴肩两侧，上大直齿轮二与轴二过盈配合；小锥齿轮的轴孔与电机的轴过盈配合，电机的轴上设有小深沟球轴承，小深沟球轴承通过轴承座与底板固定。

所述小直齿轮与大锥齿轮同轴，在中轴为上、下设置。

所述轴一、中轴、轴二的两端分别与底座、横板通过深沟球轴承连接。

所述支杆上端与横板四个角上的孔为过盈配合，支杆下端与底座的底板为过盈配合。

所述单向轴承一、单向轴承二的方向相同。

本实用新型的工作原理和过程是：车辆经过该能量采集减速带机构时，由于车辆重力势能和动量的作用，顶盖会被往下压，与顶盖固接的曲柄座也随之往下运动，从而通过销带动曲柄向下运动、再通过短销带动齿条向左运动，进而通过啮合，使下大直齿轮一顺时针转动、下大直齿轮二逆时针转动，在下大直齿轮一内部的单向轴承一为非啮合状态，在下大直齿轮二内部的单向轴承二为啮合状态，从而下大直齿轮一的顺时针扭矩无法传递到轴一和上大直齿轮一，轴二带动上大直齿轮二逆时针转动，通过啮合的上大直齿轮二与小直齿轮后，中轴顺时针转动，再通过啮合的大锥齿轮与小锥齿轮后将转动传递到电机输入轴，进而产生电能。所以，电机输入轴始终以一个方向转动使电机产生电能。

当车辆驶离顶盖时，压缩后的压缩弹簧的弹力会使顶盖和曲柄座向上移动至初始位置，从而通过销带动曲柄往下运动、通过短销带动齿条向右运动，进而通过啮合使下大直齿轮一逆时针转动、下大直齿轮二顺时针转动，在下大直齿轮一内部的单向轴承一为啮合状态，在下大直齿轮二内部的单向轴承二为非啮合状态，从而轴一带动上大直齿轮一逆时针转动，下大直齿轮二的顺时针扭矩无法传递给轴二和上大直齿轮二，再通过啮合的上大直齿轮一与小直齿轮后，中轴顺时针转动，再通过啮合的大锥齿轮与小锥齿轮后将转动传递至电机输入轴，最后电机产生电能。所以，电机输入轴始终以一个方向转动使电机产生电能。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的高度与现有减速带几乎相同，可以替代现有的减速带；本实用新型是机械式传动机构，传动效率高，传动机构中的曲柄和齿轮将顶盖的上下往复移动转换成电机输入轴的单向旋转运动，使本实用新型在去程和返程过程中均可发电，提高发电效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为本实用新型的内部结构图。

图3为本实用新型的传动机构剖面图。

图4为本实用新型的原理图。

图5为本实用新型的顶盖图。

图6为本实用新型的支杆图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。一种道路能量采集减速带机构，包括底座23和能量转换机构，底座23为扁矩形盒体结构，盒体外的前、后两边设有减速带28，底座23盒体内靠近四角的位置均设有下导柱30，顶盖25为平板结构，其下表面靠近四角且与下导柱30对应的位置设有上导柱29，压缩弹簧24与下导柱30的轴线重合，两端分别与顶盖25下表面以及底座23的底板上表面配合固定；曲柄座6的上表面与顶盖25下表面固接，曲柄座6下部设有带通孔的双耳，通过销22与曲柄21的顶端连接固定，曲柄21底端通过短销20与齿条10的一端连接固定；底座23盒体内沿底板腰线均布三个通孔，横板27为正方形板材，沿其中线与底板的三个通孔对应的位置也设有三个通孔，并列设置的轴一2、中轴4、轴二7均为阶梯轴，上、下两端轴段与深沟球轴承5的内圈过盈配合且深沟球轴承5紧靠它们的上、下两端轴肩，并通过深沟球轴承5的外圈与横板27的三个通孔、底板的三个通孔连接，横板27的四角分别通过支杆26与底座23的底板固定；底座23上靠近支杆26的两侧面上分别设有与齿条10间隙配合的开口向内的齿条滑槽9，齿条滑槽9的底面和侧面分别与底座23的底板上表面、侧面固定；两根齿条10分别位于两侧的齿条滑槽9的开口内，齿顶相对；齿条10分别与两侧的下大直齿轮一19、下大直齿轮二11啮合；下大直齿轮一19的轴孔与单向轴承一18的外圈过盈配合，单向轴承一18的内圈与轴一2过盈配合；单向轴承一18与上大直齿轮一1紧靠轴一2的中部轴肩两侧，与小直齿轮3啮合的上大直齿轮一1与轴一2过盈配合；小直齿轮3与中轴4的上部过盈配合，并与上大直齿轮二8啮合；小直齿轮3与大锥齿轮17紧靠中轴4的中部轴肩两侧；大锥齿轮17与中轴4的下部过盈配合，并与小锥齿轮16啮合；下大直齿轮二11的轴孔与单向轴承二12的外圈过盈配合，单向轴承二12的内圈与轴二7过盈配合；单向轴承二12与上大直齿轮二8紧靠轴二7的中部轴肩两侧，上大直齿轮二8与轴二7过盈配合；小锥齿轮16的轴孔与电机13的轴过盈配合，电机13的轴上设有小深沟球轴承14，小深沟球轴承14通过轴承座15与底板固定。

所述小直齿轮3与大锥齿轮17同轴，在中轴4为上、下设置。

所述轴一2、中轴4、轴二7的两端分别与底座23、横板27均通过深沟球轴承5连接。

所述支杆26与横板27四个角上的孔为过盈配合，支杆26与底座23的底板为过盈配合。

所述单向轴承一18、单向轴承二12的方向相同。

本实用新型的工作原理和过程是：车辆经过该能量采集减速带机构时，由于车辆重力势能和动量的作用，顶盖25会被往下压，与顶盖25固接的曲柄座6也随之往下运动，从而通过销22带动曲柄21向下运动、通过短销20带动齿条10向左运动，进而通过啮合使下大直齿轮一19顺时针转动、下大直齿轮二11逆时针转动，在下大直齿轮一19内部的单向轴承一18为非啮合状态，在下大直齿轮二11内部的单向轴承二12为啮合状态，从而下大直齿轮一19的顺时针扭矩无法传递到轴一2和上大直齿轮一1，轴二7带动上大直齿轮二8逆时针转动，通过啮合的上大直齿轮二8与小直齿轮3后，中轴4顺时针转动，再通过啮合的大锥齿轮17与小锥齿轮16后将转动传递到电机13输入轴，进而产生电能。

当车辆驶离顶盖25时，压缩后的压缩弹簧24的弹力会使顶盖25和曲柄座6向上移动至初始位置，从而通过销22带动曲柄21往上运动、通过短销20带动齿条10向右运动，进而通过啮合使下大直齿轮一19逆时针转动、下大直齿轮二11顺时针转动，在下大直齿轮一19内部的单向轴承一18为啮合状态，在下大直齿轮二11内部的单向轴承二12为非啮合状态，从而轴一2带动上大直齿轮一19逆时针转动，下大直齿轮二11的顺时针扭矩无法传递给轴二7和上大直齿轮二8，再通过啮合的上大直齿轮一1与小直齿轮3后，中轴4顺时针转动，再通过啮合的大锥齿轮17与小锥齿轮16后将转动传递至电机13输入轴，最后电机13产生电能。所以，电机13输入轴始终以一个方向转动使电机13产生电能。

Claims (5)

1.一种道路能量采集减速带机构，包括底座(23)和能量转换机构，底座(23)为扁矩形盒体结构，盒体外的前、后两边设有减速带(28)，其特征在于：底座(23)盒体内靠近四角的位置均设有下导柱(30)，顶盖(25)为平板结构，其下表面靠近四角且与下导柱(30)对应的位置设有上导柱(29)，压缩弹簧(24)与下导柱(30)的轴线重合，两端分别与顶盖(25)下表面以及底座(23)的底板上表面配合固定；曲柄座(6)的上表面与顶盖(25)下表面固接，曲柄座(6)下部设有带通孔的双耳，通过销(22)与曲柄(21)的顶端连接固定，曲柄(21)底端通过短销(20)与齿条(10)的一端连接固定；底座(23)盒体内沿底板腰线均布三个通孔，横板(27)为正方形板材，沿其中线与底板的三个通孔对应的位置也设有三个通孔，并列设置的轴一(2)、中轴(4)、轴二(7)均为阶梯轴，上、下两端轴外径与深沟球轴承(5)的内圈过盈配合且深沟球轴承(5)紧靠它们的上、下两端轴肩，并通过深沟球轴承(5)的外圈与横板(27)的三个通孔、底板的三个通孔连接，横板(27)的四角分别通过支杆(26)与底座(23)的底板固定；底座(23)上靠近支杆(26)的两侧面分别设有与齿条(10)间隙配合的开口向内的齿条滑槽(9)，齿条滑槽(9)的底面和侧面分别与底座(23)的底板上表面、侧面固定；两根齿条(10)分别位于两侧的齿条滑槽(9)的开口内，齿顶相对；两侧的齿条(10)分别与各自一侧的下大直齿轮一(19)、下大直齿轮二(11)啮合；下大直齿轮一(19)的轴孔与单向轴承一(18)的外圈过盈配合，单向轴承一(18)的内圈与轴一(2)过盈配合；单向轴承一(18)与上大直齿轮一(1)紧靠轴一(2)的中部轴肩两侧，与小直齿轮(3)啮合的上大直齿轮一(1)与轴一(2)过盈配合；小直齿轮(3)与中轴(4)的上部过盈配合，并与上大直齿轮二(8)啮合；小直齿轮(3)与大锥齿轮(17)紧靠中轴(4)的中部轴肩两侧；大锥齿轮(17)与中轴(4)的下部过盈配合，并与小锥齿轮(16)啮合；下大直齿轮二(11)的轴孔与单向轴承二(12)的外圈过盈配合，单向轴承二(12)的内圈与轴二(7)过盈配合；单向轴承二(12)与上大直齿轮二(8)紧靠轴二(7)的中部轴肩两侧，上大直齿轮二(8)与轴二(7)过盈配合；小锥齿轮(16)的轴孔与电机(13)的轴过盈配合，电机(13)的轴上设有小深沟球轴承(14)，小深沟球轴承(14)通过轴承座(15)与底板固定。

2.根据权利要求1所述的一种道路能量采集减速带机构，其特征在于：所述小直齿轮(3)与大锥齿轮(17)同轴，在中轴(4)为上、下设置。

3.根据权利要求1所述的一种道路能量采集减速带机构，其特征在于：所述轴一(2)、中轴(4)、轴二(7)的两端分别与底座(23)、横板(27)通过深沟球轴承(5)连接。

4.根据权利要求1所述的一种道路能量采集减速带机构，其特征在于：所述支杆(26)上端与横板(27)四个角上的孔为过盈配合，支杆(26)下端与底座(23)的底板为过盈配合。

5.根据权利要求1所述的一种道路能量采集减速带机构，其特征在于：所述单向轴承一(18)、单向轴承二(12)的方向相同。

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