[发明专利]一种轨道垂向振动能量回收装置

权利要求书

1.一种轨道垂向振动能量回收装置，安装在轨道的轨枕与道床之间，其特征在于，该回收装置包括依次连接的垂向振动能量采集模块、同步提取接口电路和超级电容储能模块，所述的垂向振动能量采集模块设置在轨枕与道床之间；

垂向振动能量采集模块将轨道垂向振动的机械能转换为电能，同步提取接口电路对垂向振动能量采集模块输出的电能进行转换，并将转换后的电能存储至超级电容储能模块中。

2.根据权利要求1所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的垂向振动能量采集模块包括承载板、鼓型压电振子、导向孔板和基座板，所述的基座板安装在道床上，所述的导向孔板设在基座板上，所述的鼓型压电振子嵌入导向孔板内，所述的承载板设在鼓型压电振子上，并安装在轨枕下方，所述的鼓型压电振子与同步提取接口电路连接；

承载板在受到轨枕的垂向作用力之后，向下压迫鼓型压电振子，鼓型压电振子产生弯曲变形，利用压电效应将机械形变的能量转换电能输出给同步提取接口电路，导向孔板提供垂向导向作用，防止鼓型压电振子扭曲。

3.根据权利要求2所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的鼓型压电振子设有多个，各鼓型压电振子并联连接。

4.根据权利要求2所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的鼓型压电振子由支撑环、铜基板双面压电陶瓷和连接导线组成，所述的铜基板双面压电陶瓷设在支撑环上，所述的连接导线与铜基板双面压电陶瓷连接。

5.根据权利要求2所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的承载板和基座板，与鼓型压电振子相接触的面上均设有突起，所述的突起的高度为3～4mm。

6.根据权利要求2所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的同步提取接口电路包括二极管桥式整流子电路、同步电感、电子开关、续流二极管和电容器，所述的二极管桥式整流子电路的输入侧与鼓型压电振子连接，输出侧的一个端子依次连接同步电感、电子开关和输出侧的另一个端子，所述的续流二极管和电容器串联后与同步电感并联；

二极管桥式整流子电路将鼓型压电振子输出的交流电整流为直流，电子开关闭合，鼓型压电振子中的电能转移至同步电感中，当电荷从鼓型压电振子中全部转移，电子开关打开，同步电感中的电荷通过续流二极管转移至电容器中。

7.根据权利要求6所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的超级电容储能模块连接在电容器两端。

8.根据权利要求7所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的超级电容储能模块由多个并联连接的超级电容阵列组成，所述的超级电容阵列由多个串联连接的电容储能单元组成。

9.根据权利要求8所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的电容储能单元包括超级电容单体和均压电阻，所述的均压电阻与超级电容单体并联。

10.根据权利要求1所述的一种轨道垂向振动能量回收装置，其特征在于，所述的垂向振动能量采集模块设有多个，每个垂向振动能量采集模块对应一个同步提取接口电路。