[實用新型]一種振動發電裝置及附帶該裝置的公路減速帶

有效

• 申請號: 201320834499.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN203717262U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 王志華;王莉;王博文
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F03G7/08
• 分類號: F03G7/08;E01F9/047
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本實用新型涉及將車輛通過公路減速帶時的壓力機械能轉換為電能的技術，具體為一種振動發電裝置及附帶該裝置的公路減速帶。

背景技術

公路收費站等重要公路設施附近均分布有比較密集的減速帶，車流量大，這些公路設施分布比較分散，且有大量的附屬電子設備和電氣設備，傳統的采用遠距離鋪設電纜對其供電成本高、效率低，因此，充分利用車輛通過公路減速帶時的壓力驅動發電機為公路設施的附屬電子設備和電氣設備供電具有重要應用價值。

現有公路設施集中供電技術存在諸多缺點：

1.用電設備分散，供電線路太長，負載分布不集中，造成線路損耗大，供電效率低。

2.供電線路的鋪設工程量較大，后續維護比較復雜，建設和使用成本高昂。

公路收費站等附近的減速帶每天都有大量的車流通過，具有豐富的機械能源，一種振動發電裝置及附帶該裝置的公路減速帶可將公路減速帶承受的壓力機械能轉換為電能，解決公路附屬用電設施的供電問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對當前公路附屬用電設施集中供電技術的不足，提供一種利用公路減速帶的壓力發電的裝置。該裝置采用大扇形齒輪和小齒輪連同擺桿為直線位移放大機構，齒條和齒輪組為直線運動變回轉運動機構實現機械能的高效傳遞，永磁同步發電機為機電能量轉換機構，實現為公路附屬用電設施供電。

本實用新型將大扇形齒輪和小齒輪連同擺桿的機構用于直線位移放大，放大頂桿產生的直線位移并通過擺桿輸出，擺桿驅動齒條、齒輪組機構將擺桿的直線運動轉換為快速的回轉運動，帶動永磁同步發電機工作，該發電裝置充分利用車輛碾壓公路減速帶產生的較大壓力，將減速帶活動板的小直線位移轉換為快速回轉運動，可顯著提高永磁同步發電機的輸出功率，具有較高的機械能傳遞和轉換效率。本實用新型為可再生能源發電，機電能量轉換效率高，工作壽命長，采用密封設計，可靠性高，埋入公路中，不占用周圍空間，且可多臺發電裝置組網發電，使用靈活。

本實用新型的技術方案為：

一種振動發電裝置，該裝置為箱體結構，外形為長方體；箱體內，軸二、軸三和永磁同步發電機均通過螺釘固定在箱體的主內壁上，軸承座固定在箱體中主內壁左側的內壁上，軸一固定在軸承座上；單向軸承通過鍵配合固定在永磁同步發電機的軸上，齒輪三通過鍵配合固定在單向軸承上；齒輪二和齒輪一均通過鍵配合在軸三上，齒輪二靠近內壁；齒輪三與齒輪二嚙合；齒條沿著豎直方向放置，齒條的上端與擺桿的右端通過螺栓固定在一起，整體呈倒“L”狀，齒條與齒輪一嚙合，擺桿的左端通過螺釘固定在小齒輪上，小齒輪固定在軸二上；小齒輪與大扇形齒輪嚙合，大扇形齒輪通過軸一固定在軸承座上，大扇形齒輪中部有一傾斜的條狀大扇形齒輪槽（左端高右端低），大扇形齒輪槽內設置有滾筒，滾筒安裝在頂桿的下端部，頂桿的上端部穿過頂板伸出箱體之外，頂桿在箱體之外的部分套有復位彈簧；永磁同步發電機的輸出端通過導線穿過線孔連接外部電能處理電路或公路附屬用電設施。

所述的軸一與軸二在同一水平線上，軸三與永磁同步發電機的軸在同一水平線上，軸二與軸三的軸心間距與擺桿長度相等，其中擺桿長度指軸二的軸心到擺桿活動端部的長度，軸二與軸三的軸心水平距離為為齒條弦長的一半。

所述的附帶本實用新型振動發電裝置的公路減速帶，包括普通減速帶、活動板和所述的振動發電裝置；其中，振動發電裝置置于公路路基的開挖槽內，上面為普通減速帶，振動發電裝置的伸出箱體之外的頂桿和復位彈簧穿過普通減速帶上的開孔，共同托舉起活動板。

其中，在無外部壓力作用時，在保證車輛正常通行的條件下，活動板與普通減速帶之間的間距應盡可能大，以獲得較大的輸入功率，一般在20mm-40mm之間。

本實用新型基于大扇形齒輪和小齒輪連同擺桿的直線位移放大機構、齒條和齒輪組直線運動變回轉運動機構、永磁同步發電機的機電能量轉換機構將車輛通過減速帶的壓力機械能轉換為電能，電能經處理之后可為公路附屬用電設施供電。

本實用新型采用大扇形齒輪和小齒輪連同擺桿的增幅擺動機構將頂桿的直線位移放大，然后齒條和齒輪組將放大之后的直線位移轉換為單向的回轉運動，永磁同步發電機轉子上施加的轉矩頻率高，輸出電功率大，永磁同步發電機具有較高的機電轉換效率，采用扁平狀發電機結構，利于安裝，減少發電裝置體積。具有優點如下：

1）利用車輛通過減速帶時產生的壓力機械能發電，具有較高的功率密度，綠色環保。

2）解決公路附屬用電設施供電問題，減少集中供電的能源浪費和使用成本。

3）本實用新型為可再生能源，可免維護長期為公路附屬用電設施供電。