CN219529222U - 一种双减速带馈能装置 - Google Patents

Abstract

一种双减速带馈能装置，属于能量回收技术领域，第一减速带与第二减速带的下方设置馈能装置，馈能装置由箱体、齿条滑动机构、齿轮齿条传动机构、锥齿轮传动机构、中间传动机构、发电机和电容器连接组成；其中，齿条滑动机构与齿轮齿条传动机构形成传动连接；齿轮齿条传动机构与锥齿轮传动机构形成传动连接；锥齿轮传动机构与中间传动机构形成传动连接；中间传动机构与发电机的转子形成传动连接；发电机的接线端子引出后与电容器形成回路连接。本实用新型馈能装置的设置，有效实现了单发电机对双减速带的能量回收，避免了能量管理与储存的问题。

Description

一种双减速带馈能装置

技术领域

本实用新型属于能量回收技术领域，涉及一种减速带馈能装置，特别是涉及一种单发电机作用于双减速带的馈能装置。

背景技术

减速带是安装在公路上使经过的车辆减速的交通设施，通过影响驾驶人的驾驶心理实现减速。为了更有效地使车辆进行减速，通常会在十字路口、急转弯路口等地方安置双减速带，以对行驶车辆进行更为有效的降速。与此同时，车辆将会损失更多的动能。近年来，人们对减速带馈能装置进行了研究。目前，现有的减速带馈能装置大多采用齿轮齿条传动，通过齿轮齿条将减速带的直线运动转换成发电机的旋转运动，实现对减速带动能的回收，然而这些装置大多只采用一组齿条齿轮传动，由于车辆经过减速带的位置变化会造成齿条齿轮啮合产生偏差，从而缩短馈能装置的使用寿命，并且这些馈能装置仅适用于一个减速带，在需要安装双减速带的路段，若想实现对双减速带能量的回收则需安装两个独立的减速带馈能装置，而两个独立的馈能装置不仅增加了安装成本，还存在能量管理与储存困难等问题，会降低馈能装置的能量转化率。

实用新型内容

本实用新型针对现有减速带馈能装置仅适用于一个减速带，在双减速带路段需安装两个独立的减速带馈能装置，而两个独立的馈能装置则存在能量转换和储存困难等不足，提出一种双减速带馈能装置，通过单发电机可完成对双减速带能量的回收，可有效解决双减速带中能量转换与储存的问题。

本申请提供的一种双减速带馈能装置采用如下技术方案：

一种双减速带馈能装置，包括设置在地面上的第一减速带和第二减速带；其特征在于：所述第一减速带和第二减速带的底部设有导向复位机构，所述第一减速带与第二减速带的下方设有馈能装置，所述馈能装置由箱体、齿条滑动机构、齿轮齿条传动机构、锥齿轮传动机构、中间传动机构、发电机和电容器连接组成；

所述齿条滑动机构、齿轮齿条传动机构、锥齿轮传动机构、中间传动机构、发电机和电容器均设置在箱体内部；

所述齿条滑动机构与齿轮齿条传动机构形成传动连接；所述齿轮齿条传动机构与锥齿轮传动机构形成传动连接；所述锥齿轮传动机构与中间传动机构形成传动连接；所述中间传动机构与所述发电机的转子形成传动连接；所述发电机的接线端子引出后与电容器形成回路连接。

通过采用上述技术方案，在两条减速带下方设置馈能装置，外界车辆输入的动能作用于齿条滑动机构上，由齿条滑动机构传递动力于齿轮齿条传动机构，通过齿轮齿条机构传递动力于锥齿轮传动机构，由锥齿轮传动机构传递动力于中间传动机构，最后由中间传动机构传递动力于发电机，最终将车辆经过减速带输入的动能转换为电能，实现减速带振动能量的回收，并将电能储存在电容器中，减速带和齿条通过导向复位机构实现同步复位。

进一步的，所述导向复位机构由导向圆柱轴、导向圆柱筒和复位弹簧连接构成，导向圆柱轴成对设置在每个减速带的底面，导向圆柱筒预埋设置在地面中，导向圆柱轴插入至导向圆柱筒中，复位弹簧套置于导向圆柱轴上。

通过采用上述技术方案，导向圆柱轴与减速带固定连接，导向圆柱轴在导向圆柱筒中上下移动时，一方面可对减速带上下移动方向进行导向和限位，另一方面通过复位弹簧对下移的减速带进行上移复位。

进一步的，所述齿条滑动机构为4组，每组齿条滑动机构均由齿条轨道和齿条构成，齿条顶部与减速带连接固定，齿条轨道与箱体底部连接固定，齿条与齿条轨道滑动连接，每个减速带的底部分别对称设置2组齿条滑动机构。

通过采用上述技术方案，在每个减速带底部两两对称设置齿条滑动机构，可使齿轮齿条受力更加均匀，减少了齿轮和齿条啮合产生的偏差，延长了馈能装置的使用寿命。

进一步的，所述齿轮齿条传动机构由齿条、传动齿轮、短轴和轴承支架构成，轴承支架与箱体底部连接固定，传动齿轮与短轴连接固定，传动齿轮与齿条啮合连接。

通过采用上述技术方案，由齿条的上下直线位移转换成齿轮原地的回转运动，由于齿条与减速带固定连接，即可使减速带振动产生的位移转换成发电机转子所需的回转运动。

进一步的，所述锥齿轮传动机构为4组，每组锥齿轮传动机构均由轴承支架、长轴和一对锥齿轮构成，每个减速带底部分别设置2组锥齿轮传动机构，锥齿轮组的两锥顶相互啮合，锥齿轮组的一锥底分别与各自齿轮齿条传动机构中的短轴固定连接，另一锥底与长轴固定连接。

通过采用上述技术方案，每个减速带底部设置2组锥齿轮机构，这使得每个减速带受压后，通过锥齿轮机构将传动齿轮的回转运动驱动长轴进行回转运动，长轴两端可以同时受力，因此长轴受力更为均匀，利于长轴实现回转运动。

进一步的，所述中间传动机构由中间轴、长轴、大齿轮、小齿轮、单向离合器和轴承支架连接构成，大齿轮与长轴连接固定，单向离合器与中间轴连接固定，小齿轮连接固定设置在单向离合器外部。

通过采用上述技术方案，在中间轴上安装单向离合器，使中间轴驱动发电机主轴始终形成单向转动，实现了车辆在经过减速带与离开减速带时，防止中间轴进行反向转动。

进一步的，所述中间轴通过联轴器与发电机的转子形成传动连接。

通过采用上述技术方案，实现中间轴与发电机之间的有效联接，使发电机对减速带振动能量进行有效回收。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.本实用新型中齿条滑动机构和齿轮齿条传动机构两两对称设置，实现了齿轮齿条受力更加均匀，使得齿轮齿条啮合不易产生偏差，有效的延长了馈能装置的使用寿命。

2.本实用新型中采用两条减速带本体间隔设置，且共用一个减速带馈能箱，可实现两次对汽车输入激励的能量回收，有效的增加了减速带馈能装置的能量转化率。

3.本实用新型中在中间轴上设置两个同向的单向离合器，使车辆在经过第一减速带与第二减速带时由各运动机构分别将运动传递给中间轴，使中间轴具备单向转动的运动特性，且两个减速带底部的运动机构传动互不干扰。

4.本实用新型中馈能装置的设置，实现了单发电机对双减速带的能量回收，避免了能量管理与储存的问题。

附图说明

图1 为本实用新型整体安装后俯视结构示意图。

图2 为图1中A-A方向的全剖结构示意图。

图3 为图2中B-B方向全剖结构示意图。

图4 为本实用新型馈能装置内部结构示意图。

图5 为图4中C处放大结构示意图。

图6 为本实用新型馈能装置中齿轮齿条安装啮合示意图。

图7 为本实用新型馈能装置中轴承支撑座结构示意图。

图8 为本实用新型中第一减速带和第二减速带受力时各机构传动方向示意图。

图中：馈能装置1、第一减速带2、第二减速带3、地面4、导向复位机构5、导向圆柱轴501、导向圆柱筒502、复位弹簧503、第一齿条轨道6、第一齿条7、第一传动齿轮8、第一短轴9、箱体10、第一长轴11、第二传动齿轮12、第二短轴13、第二齿条14、第二齿条轨道15、第一锥齿轮组16、发电机17、电容器18、第二锥齿轮组19、第三传动齿轮20、第三短轴21、第三齿条22、第三齿条轨道23、联轴器24、第二长轴25、第四齿条轨道26、第四齿条27、第四短轴28、第四传动齿轮29、第四锥齿轮组30、第一锥齿轮组31、第一小齿轮32、第一单向离合器33、第一大齿轮34、中间轴35、第二小齿轮36、第二单向离合器37、第二大齿轮38、轴承39、轴承支架40。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型专利而不用于限制本实用新型专利的范围，在阅读了本实用新型专利之后，本领域技术人员对本实用新型专利的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图4所示，本实施方式由馈能装置1、第一减速带2、第二减速带3、导向复位机构5、发电机17和电容器18。

如图3所示，第一减速带2与第二减速带3均为椭圆形减速带，两条减速带间隔安装，且减速带底部两侧设置导向圆柱轴501，地面中设置导向圆柱筒502，导向圆柱501滑动设置在导向圆柱筒502内，导向圆柱筒502与导向圆柱轴501之间装有复位弹簧503。

如图1、图2、图4所示，在两个减速带中心位置下方设置一个馈能装置1，馈能装置包括箱体10，在箱体10上设置有定位螺纹孔，用来固定轴承支架40以及齿条轨道，轴承39安装在轴承支架40中；齿条轨道通过螺钉固定在箱体10上，两两对称布置，分别为第一齿条轨道6、第二齿条轨道15、第三齿条轨道23和第四齿条轨道26；齿条轨道中安装有齿条，分别是第一齿条7、第二齿条14、第三齿条22和第四齿条27；各齿条的顶部分别与第一减速带2和第二减速带3的底面固定相连。第一齿条7、第二齿条14、第三齿条22和第四齿条27分别与第一传动齿轮8、第二传动齿轮12、第三传动齿轮20和第四传动齿轮29相啮合；第一传动齿轮8、第二传动齿轮12、第三传动齿轮20和第四传动齿轮29分别与第一短轴9、第二短轴13、第三短轴21和第四短轴28形成周向固定连接；第一短轴9、第二短轴13、第三短轴21和第四短轴28的轴端连接一个锥齿轮，第一长轴11和第二长轴25的两轴端各设置一个锥齿轮，相邻两个锥齿轮相互啮合形成第一锥齿轮组31、第二锥齿轮组19、第三锥齿轮组16和第一锥齿轮组16。第一长轴11上周向固定设置第二大齿轮38，第二长轴25上周向固定设置第一大齿轮34；中间轴35上周向固定设有第一单向离合器33和第二单向离合器37，第一单向离合器33和第二单向离合器37外圈上固定连接第一小齿轮32和第二小齿轮36；第一大齿轮34、第二大齿轮38分别与第一小齿轮32、第二小齿轮36相啮合；中间轴35与发电机17主轴通过联轴器24相连，发电机17连接电容器18。

如图1-3所示，本实用新型在具体实施时，需在路面提前挖制四个导向槽以及安装馈能装置1的深槽和减速带下沉预留的浅槽；安装完馈能装置后在馈能装置上方安置压板以保持路面平整以及起到防水作用。

如图4、图8所示，一种双减速带馈能装置的工作原理具体如下：

(1)当车辆经过第一减速带2时，车轮与第一减速带2碰撞，使得第一减速带2垂直向下压缩；第一减速带2压缩复位弹簧503，同时带动第一齿条7和第二齿条14在第一齿条轨道6和第二齿条轨道15中向下运动；第一齿条7和第二齿条14分别啮合第一传动齿轮8和第二传动齿轮12，从而带动第一短轴9和第二短轴13旋转；通过第一锥齿轮组31和第二组齿轮组19将竖直方向的传动转换为水平方向，从而带动第一长轴11转动，第一长轴11带动第二大齿轮38旋转；第二大齿轮38与中间轴35上的第二小齿轮36啮合；第二小齿轮36中安装有第二单向离合器37，此时第二单向离合器37内圈与外圈结合，带动中间轴35逆时针转动，中间轴35通过联轴器24带动发电机17主轴逆时针旋转。当车轮驶离第一减速带2时，复位弹簧503迅速将第一减速带2复位到初始位置，在复位过程中，第二单向离合器37内圈与外圈处于分离状态，故此过程不影响发电机17主轴逆时针旋转。

(2)当车辆通过第一减速带2后接触第二减速带3时，车轮与第二减速带3碰撞，使得第二减速带3垂直向下压缩；第二减速带3压缩复位弹簧503，从而带动第三齿条22、第四齿条27分别在第三齿条轨道23、第四齿条轨道26中向下运动；第三齿条22、第四齿条27分别与第三传动齿轮20、第四传动齿轮29相啮合，带动第三短轴21和第四短轴28旋转；通过第三锥齿轮组19和第四锥齿轮组30将竖直方向的传动转换为水平方向，从而带动第二长轴25转动，第二长轴25带动长轴上的第一大齿轮34转动；第一大齿轮34与中间轴35上的第一小齿轮32啮合；第一传动小齿轮32中安装第一单向离合器33；此时第一单向离合器33内圈与外圈处于结合状态，带动中间轴35逆时针转动。中间轴35通过联轴器24带动发电机17主轴逆时针旋转。当车轮驶离第二减速带3时，复位弹簧503迅速将第二减速带3复位到初始位置，在复位过程中，第一单向离合器128内圈与外圈处于分离状态，故此过程不影响发电机17主轴逆时针旋转。

齿轮传动之间地最大静摩擦力大于单向离合器结合所需要的驱动力，故中间轴35上的两个单向离合器分别独立运行，使得车辆在经过第一减速带2与第二减速带3时驱使馈能装置1的传动之间互不干扰，且实现发电机17主轴始终单向旋转的运动状态。

本实用新型还可根据路段的常通过车型改变短轴长度来控制两条减速带之间的距离，根据路段宽度改变长轴及减速带长度来适用不同路段。

Claims (7)

1.一种双减速带馈能装置，包括设置在地面(4)上的第一减速带(2)和第二减速带(3)；其特征在于：所述第一减速带(2)和第二减速带(3)的底部设有导向复位机构(5)，所述第一减速带(2)与第二减速带(3)的下方设有馈能装置(1)，所述馈能装置(1)由箱体(10)、齿条滑动机构、齿轮齿条传动机构、锥齿轮传动机构、中间传动机构、发电机(17)和电容器(18)连接组成；

所述齿条滑动机构、齿轮齿条传动机构、锥齿轮传动机构、中间传动机构、发电机(17)和电容器(18)均设置在箱体(10)内部；

所述齿条滑动机构与齿轮齿条传动机构形成传动连接；所述齿轮齿条传动机构与锥齿轮传动机构形成传动连接；所述锥齿轮传动机构与中间传动机构形成传动连接；所述中间传动机构与所述发电机(17)的转子形成传动连接；所述发电机(17)的接线端子引出后与电容器(18)形成回路连接。

2.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述导向复位机构(5)由导向圆柱轴(501)、导向圆柱筒(502)和复位弹簧(503)连接构成，导向圆柱轴(501)成对设置在每个减速带的底面，导向圆柱筒(502)预埋设置在地面中，导向圆柱轴(501)插入至导向圆柱筒(502)中，复位弹簧(503)套置于导向圆柱轴(501)上。

3.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述齿条滑动机构为4组，每组齿条滑动机构均由齿条轨道和齿条构成，齿条顶部与减速带连接固定，齿条轨道与箱体底部连接固定，齿条与齿条轨道滑动连接，每个减速带的底部分别对称设置2组齿条滑动机构。

4.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述齿轮齿条传动机构由齿条、传动齿轮、短轴和轴承支架构成，轴承支架与箱体底部连接固定，传动齿轮与短轴连接固定，传动齿轮与齿条啮合连接，由齿条上下移动带动传动齿轮原地转动。

5.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述锥齿轮传动机构为4组，每组锥齿轮传动机构均由轴承支架、长轴和一对锥齿轮构成，每个减速带底部分别设置2组锥齿轮传动机构，锥齿轮组的两锥顶相互啮合，锥齿轮组的一锥底分别与各自齿轮齿条传动机构中的短轴固定连接，另一锥底与长轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述中间传动机构由中间轴(35)、长轴、大齿轮、小齿轮、单向离合器和轴承支架连接构成，大齿轮与长轴(11、25)连接固定，单向离合器与中间轴(35)连接固定，小齿轮连接固定设置在单向离合器外部。

7.根据权利要求1所述的一种双减速带馈能装置，其特征在于：所述中间传动机构上的中间轴(35)通过联轴器(24)与发电机(17)的转子形成传动连接。