CN220421688U - 一种交通道路能量多通道协同收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交通道路能量多通道协同收集装置，包括路灯照明监控机构设置于路灯杆上端部位，配置有至少一个照明灯和至少一个监控摄像头；光伏风能收集机构设置于路灯杆上，配置有一个装配有太阳能光伏板风叶的风能发电机；压电式减速带设置于道路路面上，配置有沿道路方向伸展的六边形单向连接板和设置于六边形单向连接板下方的减震发电机；压电陶瓷装置延行车方向置于减速带之间沥青路面层下方；所述风能发电机和所述减震发电机分别通过电线、蓄电池电连接于所述照明灯和监控摄像头。本实用新型能够有效利用风能、太阳能和减速带产生电能，实现能源回收再利用于道路照明和监控设备。

Description

一种交通道路能量多通道协同收集装置

技术领域

本实用新型属于清洁能源回收利用技术领域，具体涉及一种交通道路能量多通道协同收集装置。

背景技术

近年来，随着交通运输工程能量收集技术的发展，更多类型的先进技术已被应用于交通道路中，交通工程领域进行能量收集主要包括光能、风能、热能、势能和压电能，这些收集到的能量可应用于公路沿线交通设施的使用，确保交通设施的正常运行。现城市多为风能太阳能互补路灯，该路灯是以太阳能为主，风能为补充的新能源路灯，解决了太阳能光伏板在阴雨天和夜晚充电量少无法充电的问题，但实际使用过程中仍出现不少问题：风机充电效率低、成本高、噪音大、易损坏、售后维修成本高等。

结合城市交通线路的快速发展，车辆拥挤路段会布置减速带，通常出现在坡道向下区域以及限速区域，以充分降低机动车的速度。当机动车行驶过减速带时，其水平运动会瞬时变成垂直运动，且瞬时速度越大，则垂直加速度也会越大。然而，车辆通过减速带时用于减速的能量就被浪费，为了将这种动能转化为电能，当车辆经过减速带时，减速带会发生形变，每次形变所产生的机械能，将不容忽视。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种交通道路能量多通道协同收集装置，能够借助利用风能、太阳能和车辆行驶动能或振动转换电能并利用于道路照明和监控设备。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供了一种交通道路能量多通道协同收集装置，包括：

路灯照明监控机构，设置于路灯杆上端部位，配置有至少一个照明灯和至少一个监控摄像头；

光伏风能收集机构，设置于路灯杆上，配置有一个装配有太阳能光伏板风叶的风能发电机；

压电式减速带，配置有设置于道路路面上的减速带，所述减速带配置有沿道路方向伸展的六边形单向连接板和设置于六边形单向连接板下方的减震发电机，并且沿行车方向相邻所述减速带之间沥青路面下方布置有至少一个压电陶瓷；

所述风能发电机、所述减震发电机和所述压电陶瓷分别通过电线、蓄电池电连接于所述照明灯和监控摄像头。

进一步的，所述减震发电机包括设置于路基上的两根竖向支撑传动杆，所述支撑传动杆上由下向上依次套设有下部减震弹簧、振动发电组件和上部减震弹簧，所述支撑传动杆顶端配置有限定上部减震弹簧的顶帽；

所述振动发电组件包括套设于支撑传动杆的固定器、旋转轴承、导体偏心轮和磁铁，所述固定器横向两侧分别设置有一个旋转轴承，所述旋转轴承上连接有一个绕轴心转动的导体偏心轮，在所述导体偏心轮横向两侧设置两块磁极相反配置的磁铁，以使所述导体偏心轮在振动旋转时切割两块磁铁之间磁场产生电流。

进一步的，所述六边形单向连接板呈六块单板依次铰接的长条状。

进一步的，所述风能发电机上还设置有一个同轴心转动设置于路灯杆上的圆柱筒状叶片组，所述叶片组外侧套设有一个圆筒网状防护罩。

进一步的，沿道路横向均匀间隔的设置有至少3个所述减震发电机。

进一步的，所述上部减震弹簧的顶部固定连接于所述六边形单向连接板的一块单板内侧底面，待车辆驶过所述六边形单向连接板时，单板下压作用于上部减震弹簧致使导体偏心轮受力旋转。

进一步的，所述减震带沿行车方向之间沥青路面下方布置压电陶瓷，待车辆行驶过减速带再吸收车辆的动能，通过正压电效应产生电能，也缓解了车辆驶过对路面造成的不利影响。

进一步的，所述风能发电机的太阳能光伏板风叶设置于路灯杆的顶部，圆柱筒状叶片组设置于路灯杆的中部或底部位置。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

(1)采用太阳能光伏板风叶和传统涡轮风能收集发电机相结合，提高能源利用比率；

(2)采用网状式防护套不但利用压强差增大风能利用效率而且提高发电机叶片的使用寿命；

(3)交通道路能量多通道协同收集装置借助太阳能、风能和车辆碾压减速带的机械能为路灯提供电能从而绿色节能；

(4)减速带上六边形单向连接板既保证缓速后车辆的安全行驶，也保证汽车驶过压电装置受力均匀，并将作用力传递给下方减震发电机的下部减震弹簧、振动发电组件和上部减震弹簧，从而使导体偏心轮在振动旋转时切割两块磁铁之间磁场产生电流，进而给为路灯等设备提供电能从而绿色节能。

(5)减速带之间沥青路面层下方设置有压电陶瓷，可缓解车辆下坡驶过时对路面结构的不利，沥青路面也对压电陶瓷装置起到一定保护作用，从而使得压电陶瓷装置在收到车辆路面压力或振动时通过正压电产生电流，为路灯等设备提供能源。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例提供的一种交通道路能量多通道协同收集装置的整体结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的一种圆柱筒状叶片组的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例提供的一种陶瓷压电装置土层布置图；

图4是根据本实用新型实施例提供的一种振动发电组件的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例提供的一种压电式减速带的剖面图；

图6是车辆驶过减速带表面单向连接板变形趋势示意图；

图7是连接板相连的旋转轴承；

图8是压电式减速带的俯视图；

图中：

1-路灯杆、11-太阳能光伏板风叶、12-照明灯、13-监控摄像头、14-圆柱筒状叶片组、141-叶片、142-网状式防护套、143-防护套切口、15-路灯底座、2-压电式减速带、20-六边形单向连接板、21-上部减震弹簧、22-下部减震弹簧、23-导体偏心轮、24-旋转轴承、25-固定器、26-支撑传动杆、27-磁铁、3-压电陶瓷。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例中提供了一种交通道路能量多通道协同收集装置，包括如下组成部分：路灯照明监控机构、光伏风能收集机构和压电式减速带2。该协同收集装置设立于市政道路中央分隔带，优先布置于下坡路段以及车流量密集处，保证相对车辆会车时风能达到最大效应。

具体的，如图1所示，路灯照明监控机构，设置于路灯杆1上端部位，配置有至少一个照明灯12和至少一个监控摄像头13。

如图1和图2所示，光伏风能收集机构，设置于路灯杆1上，配置有一个装配有太阳能光伏板风叶11的风能发电机。在本实施例中，风能发电机上还设置有一个同轴心转动设置于路灯杆1上的圆柱筒状叶片组14，叶片组14外侧套设有一个圆筒网状防护罩142。

具体的，风能发电机的太阳能光伏板风叶11设置于路灯杆1的顶部，优选朝斜上方倾角设置，且最好面向南方、西南方；保证太阳能和自然风能可以充分吸收利用，通过常规高速涡轮、变速齿轮、变压器以及电源线将太阳能和风能转化为电能。此处需要说明是，具体的电线电路连接等采用现有技术中常规线路连接或布局，对于本领域技术人员来说，在实现上述目的效果的指引下是清楚如何布置连接电路线路等，本申请说明书在此不做赘述。

圆柱筒状叶片组14设置于路灯杆1的中部或底部位置，叶片组14内嵌至路灯杆1内部低阻轴承，外部安装网状式防护套142，防护套通过焊接方式固定套装于路灯杆1，防护套主体由耐候钢构成，防护套切口143均匀分割，保证车辆驶过风速因压强作用风速能提升，带动叶片组14转动，同时防护套还能起到保护交通安全事故，保护叶片组14老化脱落问题。

如图3所示，压电陶瓷3置于沥青路面下方，设置于压电式减速带2之间，通过压电陶瓷的轻微振动、压缩等以缓解车辆驶过减速带时对道路结构的施压、振动等不利影响。

如图4、图5、图7和图8所示，压电式减速带2设置于道路路面上，配置有沿道路方向伸展的六边形单向连接板20和设置于六边形单向连接板20下方的减震发电机。其中，减震发电机包括设置于路基上的两根竖向支撑传动杆26，支撑传动杆26上由下向上依次套设有下部减震弹簧22、振动发电组件和上部减震弹簧21，支撑传动杆26顶端配置有限定上部减震弹簧21的顶帽。

在本实施例中，振动发电组件包括套设于支撑传动杆26的固定器25、旋转轴承24、导体偏心轮23和磁铁27，固定器25横向两侧分别设置有一个旋转轴承24，旋转轴承24上连接有一个绕轴心转动的导体偏心轮23，在导体偏心轮23横向两侧设置两块磁极相反配置的磁铁27，以使导体偏心轮23在振动旋转时切割两块磁铁27之间磁场产生电流。

需要说明的是，本申请的改进点在于收集装置的结构构造组成，利用在减速带中配置相应的减震发电机，并利用其震动发电机组件的导体偏心轮23在磁场之间偏心运动产生电流，本领域技术人员在了解本申请目的效果基础上，结合本说明书公开内容和公知常识能够清楚如何进行具体的组件布置连接和电线电路的连接以便于为照明和摄像装置等提供电能，本申请说明书在此不做赘述，亦不做具体电子线路布局等限定。

在本实施例中，六边形单向连接板20呈六块单板依次铰接的长条状。沿道路横向均匀间隔的设置有至少3个减震发电机。

如图6所示，上部减震弹簧21的顶部固定连接于六边形单向连接板20的一块单板内侧底面，待车辆驶过六边形单向连接板20时，单板下压作用于上部减震弹簧21致使导体偏心轮23受力旋转。

当车辆驶过时六边形单向连接板20的受力状态，此六边形单向连接板20结构既能保证车速缓速不跳车，也能保证车辆的压力能均匀作用在减振弹簧，高效利用车辆行驶的势能，整个压电式减速带2的振动发电组件处在磁铁27形成的磁感应线内。当车辆驶过时，减震弹簧吸收车辆势能驱动固定器25上下垂直振动，进而使得导体偏心轮23振动旋转，切割磁感线产生电流，电流经过电线传输到蓄电池设备。

本实用新型的交通道路能量多通道协同收集装置在投入使用时，路灯杆1可以设置于中央分隔带，压电式减速带2设置于下坡路段，减速带间距取合理范围即可。太阳能光伏板叶片收集平时的风能和太阳能，车辆驶过时，下部的圆柱筒状叶片组14和压电式减速带2收集车辆行驶过的动能，风能发电机、减震发电机和压电陶瓷等又分别通过电线、蓄电池电连接于照明灯12和监控摄像头13。此处需要说明是，具体的电线电路连接等采用现有技术中常规线路连接或布局，对于本领域技术人员来说，在实现上述目的效果的指引下是清楚如何布置连接电路线路等，本申请说明书在此不做赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，包括：

路灯照明监控机构，设置于路灯杆上端部位，配置有至少一个照明灯和至少一个监控摄像头；

光伏风能收集机构，设置于路灯杆上，配置有一个装配有太阳能光伏板风叶的风能发电机；

压电式减速带，配置有设置于道路路面上的减速带，所述减速带配置有沿道路方向伸展的六边形单向连接板和设置于六边形单向连接板下方的减震发电机，并且沿行车方向相邻所述减速带之间沥青路面下方布置有至少一个压电陶瓷；

所述风能发电机、所述减震发电机和所述压电陶瓷分别通过电线、蓄电池电连接于所述照明灯和监控摄像头。

2.根据权利要求1所述的交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，所述减震发电机包括设置于路基上的两根竖向支撑传动杆，所述支撑传动杆上由下向上依次套设有下部减震弹簧、振动发电组件和上部减震弹簧，所述支撑传动杆顶端配置有限定上部减震弹簧的顶帽；

所述振动发电组件包括套设于支撑传动杆的固定器、旋转轴承、导体偏心轮和磁铁，所述固定器横向两侧分别设置有一个所述旋转轴承，所述旋转轴承上连接有一个绕轴心转动的导体偏心轮，在所述导体偏心轮横向两侧设置两块磁极相反配置的磁铁，以使所述导体偏心轮在振动旋转时切割两块磁铁之间磁场产生电流。

3.根据权利要求2所述的交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，所述六边形单向连接板呈六块单板依次铰接的长条状，所述上部减震弹簧的顶部固定连接于所述六边形单向连接板的一块单板内侧底面，待车辆驶过所述六边形单向连接板时，单板下压作用于上部减震弹簧致使导体偏心轮受力旋转。

4.根据权利要求1所述的交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，所述风能发电机上还设置有一个同轴心转动设置于路灯杆上的圆柱筒状叶片组，所述叶片组外侧套设有一个圆筒网状防护罩。

5.根据权利要求1所述的交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，沿道路横向均匀间隔的设置有至少3个所述减震发电机。

6.根据权利要求1所述的交通道路能量多通道协同收集装置，其特征在于，所述风能发电机的太阳能光伏板风叶设置于路灯杆的顶部，圆柱筒状叶片组设置于路灯杆的中部或底部位置。