[发明专利]一种回收车架与转向架垂向振动能量的装置

说明书

本发明涉及一种回收车架与转向架垂向振动能量的装置，包括垂向振动能量采集单元、同步提取接口电路和电容储能单元，垂向振动能量采集单元包括底座、依次设于底座上的固定铰支座、脚架和固定挡板，固定铰支座上连接曲柄，曲柄连接在滑动铰支座上，脚架上固定设有滑槽，滑槽内设有永磁体，滑槽外缠绕线圈，永磁体连接连杆，连杆的另一端连接滑动铰支座，永磁体与弹簧连接，弹簧另一端连接在固定挡板上，固定挡板的前表面设有压电片，线圈和压电片的引出导线接入同步提取接口电路的输入端，同步提取接口电路的输出端接入电容储能单元。本发明能充分回收车架与转向架垂向振动能量，在节能减排方面有积极意义。

技术领域

本发明涉及轨道车辆振动能量回收技术领域，具体涉及一种回收车架与转向架垂向振动能量的装置。

背景技术

由于轨道车辆的运行速度、车辆载客量、轨道不平顺度等因素，激励和诱发了车辆和轨道不同程度的振动，这些振动能量大部分被车体、轨道、轨枕及地基所吸收并消耗掉。这些振动不但对环境产生不利的影响，其中一部分还转化为噪声向周围辐射，在当今能源短缺的背景下，对车辆轨道振动的能量进行回收具有重要意义。中国专利CN104283457B公开了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，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，但该装置具体设于轨道的轨枕与道床之间，而对于震动更为剧烈的车架与转向架之间，其垂向振动能量无法得到收集。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种回收车架与转向架垂向振动能量的装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种回收车架与转向架垂向振动能量的装置，安装在轨道车辆的转向架与车架之间，包括垂向振动能量采集单元、同步提取接口电路和电容储能单元，其中，所述垂向振动能量采集单元包括底座、依次设于底座上的固定铰支座、脚架和固定挡板，所述固定铰支座上连接曲柄，所述曲柄连接在滑动铰支座上，所述脚架上固定设有滑槽，所述滑槽内设有永磁体，滑槽外缠绕线圈，所述永磁体连接连杆，所述连杆的另一端连接滑动铰支座，所述永磁体与弹簧连接，所述弹簧另一端连接在固定挡板上，固定挡板的前表面设有压电片，所述线圈和压电片的引出导线接入所述同步提取接口电路的输入端，同步提取接口电路的输出端接入所述电容储能单元。该装置将车架垂向振动的机械能转换为电能输出，实现振动能量的采集。

进一步地，所述的曲柄、连杆与底座形成三角状，从而方便将垂向震动能量转变为水平运动。

进一步地，所述底座与转向架固定在一起，所述固定铰支座、脚架和固定挡板均通过焊接固定在底座上，所述滑槽焊接固定在脚架上，实现共振。

进一步地，所述曲柄和固定铰支座、连杆和曲柄、永磁体滑块和连杆两两之间采用销连接，所述滑动铰支座的上表面与车架相接触处镀有防摩擦金属层。

进一步地，所述压电片的材料为聚偏氟乙烯，通过导电胶粘结在固定挡板的前表面。

进一步地，所述的固定铰支座、滑动铰支座和脚架的材料均为铸铁。

进一步地，所述曲柄、连杆和固定挡板的截面形状为矩形，材料为合金钢。

进一步地，所述滑槽的材料为不导磁的铜锌合金，所述线圈为漆包铜线。

进一步地，所述的同步提取接口电路由二极管桥式整流电路、同步电感、电子开关和续流二极管组成。

进一步地，所述的电容储能单元为超级电容储能单元，由超级电容单体、均压电阻和机箱壳体组成。