利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统的制作方法

日期:2019-06-26 06:47:00

专利名称:利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种利用车辆经过减速板或减速带时将减速板或减速带压下的动能发电,同时储存并供给电能的自动发电供电系统,属于清洁能源产生与供给系统。
背景技术
目前,在许多公共场合如商场、小区、学校、车站的出入口,大型停车场,高速公路收费处等,为了减少交通事故,限制车辆速度,路面上多数采用设置若干减速板或减速带来降低车辆的行驶速度。普通的减速板或减速带都是固定在路面上,虽然车辆在越过减速板或减速带的时候,可以达到减速的目的,但是却消耗了部分额外的能量。以一辆重约2,000kg的小轿车为例,在理想的情况下粗略估算其通过一片高约10CM的减速板或减速带时,约要消耗2,000J的能量,考虑到汽车的热效率和机械效率,一般汽车要消耗7,000J的原始能量。因此,传统的减速板或减速带虽然能够起到使汽车减速的目的,但是却带来了一些不必要的能量浪费。

发明内容
本发明的目的是提供了一种利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,以解决既能够实现对车辆限速,又能够合理高效利用汽车压下减速板或减速带的过程中传递给减速板的动能发电,同时将电能储存并供给照明和其它工作之用,还可以与市电并网,将发出的电能通过逆变设备直接输送入电网的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,其结构包括减速板或减速带,它是一个镶嵌于地面且上部的呈弧型部分高出地面,下部通过弹簧活动固定于地面内的路面车辆减速装置;非线性弹簧,其上端与减速板或减速带的下部相抵触,下端与地面相固定,该非线性弹簧为若干个间隔固定于减速板或减速带与地面之间;传动装置,主要包括顶端通过铰链与减速板或减速带下部实现活动连接且呈垂直方向设置的齿杆、齿杆末端的齿条或传动扇齿、与齿条或传动扇齿啮合的棘轮、与棘轮同轴设置的大齿轮、与大齿轮啮合的小齿轮;壳体,上部为减速板或减速带镶嵌腔,中部为齿杆运动导向腔,下部为发电蓄能仓;发电机,该电机的轴上同轴固定有所述小齿轮。
如上所述的利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,所述壳体的发电蓄能仓内设有控制器及储能装置,该控制器及储能装置包括与发电机连接的输入端、与用电设备连接的输出端和连接市电网端。
如上所述的利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,所述壳体的上部减速板或减速带镶嵌腔具有一个限位凸台结构,弹簧固定在限位凸台下方的固定面上。
如上所述利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,在一条减速板或减速带下方固定有一套或若干套由齿杆、齿杆末端的传动扇齿、与传动扇齿啮合的棘轮、与棘轮同轴设置的大齿轮、与大齿轮啮合的小齿轮和发电机组成的发电系统。
本发明具有如下优点和积极效果1、可以有效地利用车辆通过减速板时所消耗的能量,并通过将其转化为电能的方式合理利用这部分能量,为一些用电场所提供大量的清洁能源。通过实例说明其能够带来的效益以北京某一高速公路收费处为例,日均通过车辆50,000辆,车量均重为8,000kg,每个收费口前设置5个本发明中的减速板,则每天可以利用的总能量可以达到2×109J的能量,充分考虑到系统的机械效率和能量的转化效率,每天至少可以净获得500KWh的电能,这样每年不仅为国家减少了182,500KW h的用电量,而且还创造出大量的清洁能源,在能源日益危机的今天,意义非常重大。
2、由于减速板下面加装了弹性系统,使车辆通过减速板时更加平顺,增加了车辆乘坐的舒适性和汽车的使用寿命。
3、本系统在机械结构上采用全三维有限元结构分析的方法进行优化设计,结构牢固可靠,使用寿命在免维护的情况下保证在10年以上。
4、在传动系统中采用棘轮,能够保证在减速板在弹簧力的作用下弹回时不会有运动干涉,同时还能保证各个减速板之间不发生运动干涉现象,根据不同的设计要求,可以采用轮齿式棘轮,也可采用摩擦式棘轮。传动系统中的齿轮副根据不同的设计要求可以采用圆柱齿轮、行星齿轮等。本系统中的弹簧采用非线性弹簧,在支撑钢板接近限位块时,可以很快降低其速度,减小冲击,从而延长系统的使用寿命。


图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的一个具体的实施例结构示意图。
具体实施例方式
本发明的具体结构及实施方式可参见附图。图1中1是齿杆,2是铰链,3是减速板或减速带,4是非线性弹簧,5是大齿轮,6是棘轮,7是小齿轮,8是发电机,9是供电输出端,10是电机轴,11是连接市电网端,12是控制器和蓄电池,13是棘轮、大齿轮固定轴,14是壳体,15是限位凸台。减速板或减速带3镶嵌在壳体14的上部腔内,上部腔为具有限位凸台15结构,使减速板或减速带3向下最低被限制在该凸台处。固定弹簧4的下端面低于该凸台。齿杆1的上端通过铰链2与减速板或减速带3的底端相连。该齿杆1的下端的齿条或传动齿扇与一个棘轮6啮合。另有一个大齿轮5通过轴13与棘轮6同轴固定连接。再有一个小齿轮7与所述大齿轮5啮合。所述小齿轮7被固定在发电机8的轴上。发电机8通过导线与壳体的发电蓄能仓内设有控制器及储能装置12的输入端相连接。控制器及储能装置12的输出端9接用电设备,如路灯等。控制器及储能装置12还包括一个连接市电网端11。所述齿轮与轴的连接采用花键连接结构。
图2中,给出一条减速板或减速带3及其下方安装的三套齿杆、棘轮实施例结构。与三个棘轮同轴设置有一个大齿轮5,与大齿轮5啮合的小齿轮7被安装在发电机轴10上。本发明也可以在每个棘轮上分别同轴固定大齿轮且带动各自的发电机工作。
当车辆通过减速板或减速带时,将其压下,与减速板用铰链连接的齿杆和其他构件组成的传动装置将动力传递给发电机,发电机发电产生电能,控制器通过控制程序控制将电能存储在蓄电池里,当用电设备有用点需求时,控制器将电能合理的分配给用电设备。同时控制器监控蓄电池的储电量,当发现储能不足时,控制器负责切换市电交流电网给本系统设备充电,维持正常稳定的工作;当储能设备传感器指示储能富余时,通过控制器中的逆变电路实现并网发电。
结合图1和图2,说明本系统具体工作原理为减速板3表面设有支撑钢板用螺栓固定在一起,支撑钢板的作用是强化减速板和连接齿杆1,支撑钢板与齿杆1用铰链连接;齿杆1与棘轮6的外圈常啮合,棘轮6的内圈通过花键与用轴承定位在箱体上的花键轴13构成传动;常啮合的齿轮副5、7通过花键分别与花键轴13和发电机轴10构成传动,发电机轴10带动发电机8旋转并发电。
机构的运动过程是这样的当车辆将减速板3压下时,减速板和支撑钢板推动与支撑钢板铰接的齿杆1向下运动,同时压缩非线性弹簧4,齿杆1带动棘轮6旋转,棘轮6通过花键带动花键轴13旋转,花键轴13又带动常啮合的齿轮副5、7转动,从而带动发电机8旋转发电;车辆经过之后,在弹簧的作用下,齿杆1回位,此时棘轮6的内外圈不构成传动,从而可以避免运动干涉。限位凸台15限制减速板的下压距离在一定范围之内,以防止弹簧被过度压缩而损坏,弹簧4采用非线性弹簧,在支撑钢板接近限位凸台15时,可以很快降低其速度,减小冲击,从而延长系统的使用寿命。
在电路部分,控制器与蓄电池12密封在一个箱体里面,以实现保护,其与发电机8、市电交流电网11和用电设备相连,控制器12通过控制程序和控制电路控制发电机发出的电能高效率的储存,并合理分配用电设备的用电量,同时控制器对蓄电池监控,如果发现蓄电池电能不足时,启动市电交流电网11对本系统额外补充电能,保证系统工作正常,如果发现储能装置电能富余时,通过自身的逆变设备实现与交流电11并网发电。
权利要求
1.一种利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,其特征在于其结构包括减速板或减速带,它是一个镶嵌于地面且上部的呈弧型部分高出地面,下部通过弹簧活动固定于地面内的路面车辆减速装置;非线性弹簧,其上端与减速板或减速带的下部相抵触,下端与地面相固定,该非线性弹簧为若干个间隔固定于减速板或减速带与地面之间;传动装置,主要包括顶端通过铰链与减速板或减速带下部实现活动连接且呈垂直方向设置的齿杆、齿杆末端的齿条或传动扇齿、与齿条或传动扇齿啮合的棘轮、与棘轮同轴设置的大齿轮、与大齿轮啮合的小齿轮;壳体,上部为减速板或减速带镶嵌腔,中部为齿杆运动导向腔,下部为发电蓄能仓;发电机,该电机的轴上同轴固定有所述小齿轮。
2.如权利要求1所述的利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,其特征在于所述壳体的发电蓄能仓内设有控制器及储能装置,该控制器及储能装置包括与发电机连接的输入端、与用电设备连接的输出端和连接市电网端。
3.如权利要求1所述的利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,其特征在于所述壳体的上部减速板或减速带镶嵌腔具有一个限位凸台结构,弹簧固定在限位凸台下方的固定面上。
4.如权利要求1所述的利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,其特征在于在一条减速板或减速带下方固定有一套或若干套由齿杆、齿杆末端的传动扇齿、与传动扇齿啮合的棘轮、与棘轮同轴设置的大齿轮、与大齿轮啮合的小齿轮和发电机组成的发电系统。
全文摘要
本发明公开了一种利用车辆减速板或减速带自动发电供电系统,其结构包括减速板或减速带、非线性弹簧、传动装置、发电机和壳体。所述传动装置包括顶端通过铰链与减速板或减速带下部实现活动连接的齿杆、齿杆末端的齿条、与齿条啮合的棘轮、与棘轮同轴设置的齿轮副及发电机。所述壳体的上部为减速板或减速带镶嵌腔,中部为齿杆运动导向腔,下部为发电蓄能仓。本发明具有如下优点和积极效果可以有效地利用车辆通过减速板时所消耗的能量,并通过将其转化为电能的方式合理利用这部分能量,为一些用电场所提供大量的清洁能源。由于减速板下面加装了弹性系统,使车辆通过减速板时更加平顺,增加了车辆乘坐的舒适性和汽车的使用寿命。
文档编号F03G7/08GK1880759SQ20051007717
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月16日 优先权日2005年6月16日
发明者樊维亚, 李良霞, 于立国 申请人:樊维亚


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