[發(fā)明專利]一種軌道振動能量回收裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110373480.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113114069A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周剛;李微;孔琴;江奕錦;李鵬輝;周嘉里;王恒
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 趙琴娜

1.一種軌道振動能量回收裝置，其特征在于，包括：

壓電發(fā)電裝置(100)，用于通過壓電材料將第一機(jī)械振動能轉(zhuǎn)換成壓電電能輸出；

振動耦合機(jī)構(gòu)(200)，用于將所述壓電發(fā)電裝置(100)轉(zhuǎn)換后剩余的第一機(jī)械振動能傳導(dǎo)輸出；

機(jī)械傳動發(fā)電裝置(300)，用于將所述振動耦合機(jī)構(gòu)(200)輸出的第二機(jī)械振動能轉(zhuǎn)換成機(jī)械電能輸出；

能量采集和存儲裝置，其分別與所述壓電發(fā)電裝置(100)和所述機(jī)械傳動發(fā)電裝置(300)電性連接，用于采集并儲存所述壓電電能輸出和所述機(jī)械電能輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述壓電發(fā)電裝置(100)包括第一殼體(110)、設(shè)于所述第一殼體(110)內(nèi)的多組壓電振子(120)，所述壓電振子(120)的輸出端與所述能量采集和存儲裝置的輸入端電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述壓電振子(120)為Cymbal鈸型壓電振子。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述第一殼體(110)為半球形，所述第一殼體(110)內(nèi)部沿其高度方向至少設(shè)有兩塊絕緣托盤(111)，所述壓電振子(120)對應(yīng)安裝在各所述絕緣托盤(111)的上下端面上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述絕緣托盤(111)的上下端面沿其周向等分成多個扇形安裝區(qū)域，所述壓電振子(120)呈陣列式安裝在各所述扇形安裝區(qū)域內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，同一塊所述絕緣托盤(111)的上端面上的各所述壓電振子(120)的極化方向相同，同一塊所述絕緣托盤(111)的下端面上的各所述壓電振子(120)的極化方向與上端面上的所述壓電振子(120)的極化方向相同，相鄰所述絕緣托盤(111)之間上下相鄰的所述壓電振子(120)的極化方向相反，相鄰所述絕緣托盤(111)之間上下相鄰的所述壓電振子(120)的鈸型金屬帽通過導(dǎo)電介質(zhì)(112)連接，各所述絕緣托盤(111)同一端面上相鄰的所述壓電振子(120)的鈸型金屬帽通過導(dǎo)線連接，各所述壓電振子(120)并聯(lián)連接在一起。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述第一殼體(110)的上下端面均為平面設(shè)計并通過絕緣性介質(zhì)與所述壓電振子(120)的鈸型金屬帽連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述第一殼體(110)的上端面上設(shè)有減震墊(113)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述振動耦合機(jī)構(gòu)(200)包括上壓板(210)和下壓板(220)、設(shè)于所述上壓板(210)與所述下壓板(220)之間的復(fù)位彈簧(230)，所述上壓板(210)用于支撐所述壓電發(fā)電裝置(100)，所述下壓板(220)用于在所述復(fù)位彈簧(230)的彈力作用下驅(qū)動所述機(jī)械傳動發(fā)電裝置(300)的輸入側(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軌道振動能量回收裝置，其特征在于，所述機(jī)械傳動發(fā)電裝置(300)包括煙囪形的第二殼體(310)和設(shè)于所述第二殼體(310)內(nèi)的活塞(320)、連桿(330)、曲臂(340)、偏心軸(350)以及與所述偏心軸(350)傳動連接的增速齒輪箱(360)、與所述增速齒輪箱(360)傳動連接的發(fā)電機(jī)(370)，所述發(fā)電機(jī)(370)的輸出端與所述能量采集和存儲裝置的輸入端電性連接，所述連桿(330)的一端與所述活塞(320)可拆卸連接，所述連桿(330)的另一端與所述曲臂(340)轉(zhuǎn)動連接，所述上壓板(210)、下壓板(220)、復(fù)位彈簧(230)均設(shè)于所述第二殼體(310)內(nèi)，所述上壓板(210)和下壓板(220)上下垂直布置，所述下壓板(220)用于驅(qū)動所述活塞(320)沿所述第二殼體(310)高度方向作往復(fù)運動。