[發(fā)明專利]基于雙穩(wěn)態(tài)振動的公路減速帶發(fā)電裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109723616B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 吳子英;常宇琛;嚴涵;劉麗蘭
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F03G7/08
• 分類號: F03G7/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發(fā)明公開的基于雙穩(wěn)態(tài)振動的公路減速帶發(fā)電裝置，包括減速帶，減速帶包括拱形部分和支撐柱，拱形部分的底面固接兩組彈性組件，兩組彈性組件對稱位于支撐柱兩側，每組彈性組件的一端固接在水平的底板上，底板表面固接屈曲梁的兩端，屈曲梁的表面固接在支撐柱的底面，支撐柱的中央貫穿側壁開有通槽，通槽內部設置有驅動組件，驅動組件連接發(fā)電組件；支撐柱開有通槽的兩側壁上還開有限位槽，限位槽位于通槽的兩側，限位槽內部安裝有限位組件。本發(fā)明的裝置采用雙穩(wěn)態(tài)振動模式，能夠較大程度捕獲車輛經(jīng)過減速帶的脈沖激勵能量，使減速帶在車輛的脈沖激勵下產(chǎn)生大幅運動，使減速帶在兩個平衡點間往復運動，從而大幅度提高了能量轉化率。

技術領域

本發(fā)明屬于能源回收設備技術領域，具體涉及一種基于雙穩(wěn)態(tài)振動的公路減速帶發(fā)電裝置。

背景技術

改革開放以來，人民的生活水平日益提高，工業(yè)水平也日益提高。隨之帶來的問題也逐漸顯露了出來，我國并不是能源豐富的國家，為了得到更多的能量來滿足人們的日常需求，各式各樣的發(fā)電裝置隨之誕生，比如：火力發(fā)電、核電站和風能發(fā)電等。雖然這些大型的發(fā)電裝置使用越來越廣泛，但是對于生活中一些普遍存在可以回收利用的能源還未有更好的回收裝置。例如：隨著高速公路發(fā)展，在車流量集中的地區(qū)為了安全常會設置減速帶裝置，車輛通過減速帶時的相互作用會帶來振動或沖擊，這種機械能一般轉化成為熱能消散，我們可以通過能量回收裝置將這部分的振動能量加以回收利用進行發(fā)電。

汽車通過減速帶對其施加向下的壓力，將減速帶的機械能轉化為發(fā)電機的電能，進行電能的輸出產(chǎn)生的能量，可以給收費站等場所附近的用電設備，如路燈、廣告牌、紅綠燈等用電設備供電，也可以設計成為移動電源，供路上的旅客給手機等電子設備或者電動車充電，符合節(jié)能減排的要求。目前，對于高速公路減速帶的能量回收問題還處于初步探索的階段，由于車輛擠壓減速帶的行程及速度有限，因此，減速帶被通過的車輛下壓后，如何回收復位過程中的能量以及如何保證減速帶豎直向下運動時，減速帶的振動穩(wěn)定的問題，對高效率穩(wěn)定回收減速帶的能量具有非常重要的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于雙穩(wěn)態(tài)振動的公路減速帶發(fā)電裝置，解決了現(xiàn)有能量回收裝置無法確保減速帶振動穩(wěn)定，從而導致能量轉換效率低的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是，基于雙穩(wěn)態(tài)振動的公路減速帶發(fā)電裝置，包括設置在高速公路路面的減速帶，減速帶包括位于路面的拱形部分和嵌入地面內部的豎直設置的支撐柱，拱形部分的底面固接兩組彈性組件，兩組彈性組件對稱位于支撐柱兩側，每組彈性組件的一端固接在水平的底板上，底板表面固接屈曲梁的兩端，屈曲梁的表面固接在支撐柱的底面，支撐柱的中央貫穿側壁開有通槽，通槽內部設置有驅動組件，驅動組件連接發(fā)電組件；支撐柱開有通槽的兩側壁上還開有限位槽，限位槽位于通槽的兩側，限位槽內部安裝有限位組件，用于減速帶振動時在空間上進行限位。

本發(fā)明其他特點還在于，

彈性組件包括一端固接在拱形部分底面的彈簧，彈簧的另一端固接在彈簧支撐架的一端，彈簧支撐架的另一端固接在底板上。

驅動組件包括設置在通槽內部相對的兩側壁上的齒條A和齒條B，齒條 A嚙合齒輪A，齒條B嚙合齒輪B，齒輪A和齒輪B的運動方向相反，齒輪A和齒輪B連接在水平貫穿通槽內部的軸A，并且齒輪A和齒輪B與軸 A連接處之間安裝有超越離合器，軸A的一端連接在支架A上，軸A的另一端連接增速器的輸入軸，增速器的輸出軸連接發(fā)電組件。

增速器固接在支架B上，支架B固接在底板上。

發(fā)電組件包括與增速器輸出軸連接齒輪C，齒輪C嚙合齒輪D，齒輪D 連接發(fā)電機的輸入軸。

限位組件包括兩組F型板，位于支撐柱開有通槽的側壁外側，每組F型板平行設置，每組F型板底端均固接在底板表面，每組F型板頂端之間均連接軸，軸中央安裝有軸承，軸承嵌入限位槽中，并且軸承在限位槽中滾動。

屈曲梁的材質為彈性納米復合材料。