[实用新型]一种基于道路减速的能量收集器

说明书

技术领域

本实用新型属于能量回收技术领域, 特别涉及车辆道路减速能量回收装置。

背景技术

随着城市私家车数量的快速增加，以及国家高速公路规划与建设的不断发展，公路供电问题受到了越来越广泛的关注。高速公路多处偏远地带，采用农用电源，供电条件差，如电压波动幅度大、停电频繁。同时环境因素多变，如山洞内湿度大、冬季温差大，特别是雷雨季节干扰严重。另外农用电源还存在技术力量薄弱、维修能力差等问题。故高速公路供电往往受到距离、地势、天气等条件限制，电网不够稳定可靠，经常出现供电故障。工作人员赶往故障现场，诊断、分析、排查故障通常需要一段时间，实现故障期间的供电也成为当下亟待解决的问题。考虑道路能量的利用，汽车动能回收将在减少能源消耗中发挥重要作用。在长期演化与发展中，动能收获系统可以根据他们的工作原理分为三类：压电，机械和电磁设计。

压电设计发展充分，它的结构合理、施工可靠，但由于它们的功率密度和电压非常低，大多数压电的方案只供应微机电系统，难以实现大型电力的供应。

机械设计效率较高，但装置尺寸也较大，且路面车辆激励的间歇性与不确定性带来的冲击，会减少使用寿命，不利于装置的安装与维护。

电磁设计装置简单，尺寸适中，使用稳定，发电效率高，便于安装与维护，是能量回收装置中比较理想的设计。

据检索，目前已有的减速发电装置，如专利号为CN201520817816.3名称为“一种用于路面减速带能量回收的换能装置”的中国专利，该装置并联多个液压缸，活塞杆推动挤压缸中液压油压缩回位弹簧，下腔高压液压油输入蓄能器，压力达设定值时，释放高压油带动液压马达旋转发电。但考虑到蓄能器是外界压力低于固定值时便会释放出存储的压力，在其装置回复时，蓄能器中的压力已经高于外界压力，存贮的压力能就会释放，而液压马达转动所需的压力较高，实际很多情况下达不到所需压力，存储能量损失较大，发电效率低。仅仅收集竖直方向上汽车的重力势能，并未收集到汽车对减速带横向冲击的能量。

又如专利号为CN102678492 B名称为“一种公路收费站减速带能量回收发电系统”的中国专利，该专利通过减速带下方的板簧上的垂向连杆与扇形齿轮相连，再由扇形齿轮与棘轮机构传动发电。但该装置所有的机械装置均位于地面以下，安装所需空间过大，施工成本高，润滑不易实现、维护成本高。除此之外，仍然没有收集到汽车对减速带横向冲击的能量。

鉴于上述状况，有必要研发一种结构简单、安全可靠的并且能够收集减速带水平和竖直方向能量的新型减速带能量回收利用装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于道路减速的能量收集器，它能有效地实现汽车压过减速带时水平和竖直方向的能量回收，并能带动发电装置进行能量转换。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于道路减速的能量收集器，用作采集车辆垂直方向运动能量的液压缸一的油口通过软管一与小直径大行程的液压缸三的前、后油口连接，液压缸三的活塞杆与位于该活塞杆左面的齿条一连接；用作采集车辆水平方向运动能量的液压缸二的油口通过软管二与小直径大行程的液压缸四的前、后油口连接，液压缸四的活塞杆与位于该活塞杆右面的齿条二连接，上述齿条一与齿条二平行；齿轮一与齿条一啮合，齿轮五与齿轮一同轴，齿轮六与齿轮五啮合，齿轮七与齿轮六啮合，齿轮九与齿轮七同轴，齿轮八与齿轮九啮合，发电机的转子安装在齿轮八的轴上，齿轮四与齿条二啮合，齿轮六与齿轮四同轴；

上述齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四分别经单向单向轴承一、单向轴承二、单向轴承三、单向轴承四安装在对应轴上，且单向轴承一；和单向轴承三在顺时针转动时呈锁死状态而实现轴传动，在逆时针转动时呈自由转动状态而不能实现轴传动，单向轴承二和单向轴承四在顺时针转动时呈自由转动状态而不能实现轴传动，在逆时针转动时呈锁死状态而实现轴传动；所述液压缸一内活塞下方设置有压缩弹簧一，所述液压缸二内活塞下方设置有压缩弹簧二。

所述齿轮五和齿轮七分别位于齿轮六的左、右两侧。

所述齿条一固定在导轨一上，导轨一与导轨座滑动配合，齿条二固定在导轨二上，导轨二与另一导轨座滑动配合；上述两个导轨座上表面均有截面形状为倒置等边梯形的凸棱。

所述单向轴承一、二、三、四的型号选自CSK系列单向轴承。

该方案经过创新设计，利用液压缸、差动连接增速装置、单向轴承与发电机的组合，实现能量的采集转换。