[發明專利]軸對稱雙腔共振壓電變換城市地鐵列車減震發電裝置

有效

• 申請號: 201510557514.1
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105114274B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 陳如琪
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: F03G7/08
• 分類號: F03G7/08;H02N2/18;F16F15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種地鐵列車減震發電技術，特別是一種軸對稱雙腔共振壓電變換城市地鐵列車減震發電裝置，該裝置通過共振儲能機電轉換將城市地鐵列車運行中的震動動能轉換為電能，為城市地鐵列車車箱內照明提供電能，可降低城市地鐵列車運營成本，節能環保。

背景技術：

城市地鐵是城市交通中重要的基礎設施，是社會經濟正常運行的必要基礎，是緩解交通擁堵、滿足社會經濟發展和居民出行需求的重要手段。

隨著國民經濟的快速發展以及城市居民出行需求的日益增長，各大城市都加快了公共交通的發展速度。但是由于地鐵運量大，其耗電總量十分巨大，并且電力是地鐵消耗的最主要能源，地鐵供電通常來自城市電網，通過地鐵供電系統實現變換和傳輸。其電力能耗主要分為列車運行牽引電能和車廂照明設備所消耗的電能兩部分。

在當前我國建設節約型社會的大背景下，如何建設節能型軌道交通系統已經成為軌道交通系統規劃設計與建設管理中的一個重要研究課題。也是行業發展的方向和追求的目標。

由于城市地鐵是在地下運行，車廂的照明設備需要24小時不間斷供電，如果能將地鐵列車運行中多余的動能轉換為電能，為車廂的照明設備提供電能，將為國家節約大量的電能，即節能環保，又可降低城市地鐵運營成本。

發明內容:

為了節約能源和降低城市地鐵運營耗電量和運營成本，建設節能型軌道交通系統,本發明針對城市地鐵列車現有減震技術存在的不足，對現有減震技術進行了改進,提出了一種軸對稱雙腔共振壓電變換城市地鐵列車減震發電裝置，它即可以實現地鐵列車運行中的減震功能，又可將列車運行中的震動動能轉化為電能為列車車廂照明提供電能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一個城市地鐵列車減震發電裝置由兩個結構、各項尺寸和工作過程相同的長方形減震發電機構和一個長方形主減振機構構成，兩個減震發電機構對稱的設置在主減振機構的兩側，

主減振機構由一個長方形上承壓板、一個長方形下承壓板和多個主減震彈簧構成，主減震彈簧設置在上承壓板和下承壓板之間，兩個減震發電機構通過下承壓板連接在一起，

各減震發電機構都由一個長方形箱體和多個結構、各項尺寸和工作過程相同的雙腔阻尼共振儲能二次減震機構構成，雙腔阻尼共振儲能二次減震機構都安裝在長方形箱體內，

地鐵列車的振動施加在上承壓板，列車的一部分壓力通過上承壓板傳遞到主減振機構上，列車的另一部分壓力對稱的分布在位于主減振機構兩側的兩個減震發電機構上，上述結構設置即可吸收列車縱向震動，還可減少列車橫向振動，

各雙腔阻尼共振儲能二次減震機構都由一個小箱體、一個雙腔阻尼共振發電機構和一個行程變換機構構成，行程變換機構設置在小箱體的上方，雙腔阻尼共振發電機構設置在小箱體內，輔減震彈簧安裝在小箱體的上面和行程變換機構之間，

各雙腔阻尼共振儲能二次減震機構的行程變換機構都由一個主驅動桿、一個輔驅動桿、一個驅動連接桿、一個輔減震彈簧和一個箱體連接桿構成，主驅動桿的一端與上承壓板相連接，主驅動桿的中部通過第一連接軸與設置在長方形箱體上部的第一支撐柱相連接，主驅動桿的另一端通過第二連接軸與驅動連接桿的上端相連接，驅動連接桿的下端通過第三連接軸與輔驅動桿的一端相連接，輔驅動桿的中部通過第四連接軸與安裝在長方形箱體上部的第二支撐柱相連接，輔驅動桿的另一端通過第五連接軸與箱體連接桿的上端相連接，箱體連接桿的下端與輔減震彈簧的上端相連接，輔減震彈簧的下端與小箱體相連接，

各雙腔阻尼共振儲能二次減震機構的雙腔阻尼共振發電機構都由一個振動滑塊、一個壓電陶瓷片、第一空氣腔、第二空氣腔構成，

第一空氣腔安裝在小箱體的上面，第二空氣腔安裝在小箱體的下面，第一空氣腔和第二空氣腔軸線相互重合，振動滑塊的上端插入第一空氣腔內，振動滑塊的下端插入第二空氣腔內，壓電陶瓷片兩端安裝在小箱體上，壓電陶瓷片中部安裝在振動滑塊的中部，

當地鐵列車的振動施加在上承壓板時，列車的一部分壓力通過上承壓板傳遞到主減震彈簧上，列車的另一部分壓力通過各雙腔阻尼共振儲能二次減震機構的行程變換機構的主驅動桿、驅動連接桿、輔驅動桿和箱體連接桿傳遞到輔減震彈簧上，上承壓板的上下移動幅度通過行程變換機構的行程幅度放大，并通過小箱體帶動振動滑塊在其第一空氣腔和第二空氣腔內大幅度的上下震動，使得位于振動滑塊中部的壓電陶瓷片大幅度的上下震動，電流不斷的從壓電陶瓷片的兩極輸出出來，通過上述過程將地鐵列車的振動動能轉化為電能，