[发明专利]一种公路收费站减速带能量回收发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电系统，特别涉及一种公路收费站减速带能量回收发电系统。

背景技术

为了降低车辆行驶速度，公路收费站前会布置具有一定弹性的减速带。但是，车辆通过减速带时损耗的动能通常没有被加以有效利用，而白白浪费掉。目前，也有一些利用收费站减速带进行发电的方法，主要包括曲柄摇杆减速带发电、齿轮齿条减速带发电、液压涡轮减速带发电三种方法。虽然这些方法无需消耗额外的不可再生能源，环境污染小，但是它们都存在缺陷：曲柄摇杆减速带发电方法的机构运动存在死点，可靠性低，效率也相对较低；齿轮齿条减速带发电方法相对曲柄摇杆减速带发电方法的传动效率高，但其齿轮齿条的磨损程度大，使用寿命低、对齿轮齿条的有效啮合度要求高；液压涡轮减速带发电方法虽然能保证发电机的转向保持不变，但是液压传动效率低、结构复杂，容易出现油泄露，可靠性低。

发明内容

本发明的目的就是提供一种公路收费站减速带能量回收发电系统，该种发电系统结构简单、成本低、使用安全可靠、发电效率高、不污染环境。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种公路收费站减速带能量回收发电系统，包括横向的减速带、安装于减速带下方坑体中的发电机构，其特征在于：

所述的发电机构为两个，分别位于减速带下方坑体中的左右两侧；其中，每个发电机构的构成是：减速带置于纵向的板簧上，板簧的两端通过弹性连接件固结于箱体顶部；垂向连杆的一端与板簧的中部铰接，另一端穿过箱体顶部与扇形齿轮的上侧边伸出端铰接；扇形齿轮的轴安装于箱体的内壁上；扇形齿轮与箱体内的齿轮轴一上的小齿轮啮合，齿轮轴一上的齿轮一与箱体内的齿轮轴二中部的齿轮二啮合；齿轮轴二的两端还分别固定有内啮合棘轮机构一、内啮合棘轮机构二；

所述的内啮合棘轮机构一的棘轮一与内啮合棘轮机构二的棘轮二的轮齿方向相反；棘轮一和棘轮二的外周缘上均有外齿；所述的棘轮一的外齿与端部穿过箱体侧壁的齿轮轴三上的齿轮三啮合，所述的棘轮二的外齿与端部穿过箱体侧壁的齿轮轴四上的齿轮四啮合；箱体外部的齿轮轴三上的齿轮五与发电机一主轴上的齿轮六啮合，箱体外部的齿轮轴四上的齿轮七与发电机二主轴上的齿轮八啮合。

本发明的工作过程和原理是：

当汽车驶到减速带上时，汽车车轮的冲力及压迫致使减速带下压，减速带对汽车速度进行缓冲的同时，左、右车轮下方的减速带将压力分别下传给左、右侧发电机构的板簧；板簧发生形变，并带动铰接于其中部下方的连杆下降，连杆带动扇形齿轮向下转动，扇形齿轮带动齿轮轴一上的小齿轮、齿轮一转动；齿轮一再带动齿轮轴二中部的齿轮二转动，齿轮二带动同轴上的内啮合棘轮机构一和啮合棘轮机构二的棘爪转动。由于齿轮轴二上的内啮合棘轮机构一和啮合棘轮机构二齿轮二的轮齿方向相反，如果减速带下压时，齿轮二的转动方向与内啮合棘轮机构一的轮齿方向相同，则内啮合棘轮机构一随其棘爪同向转动，同时棘轮一的外齿依次通过齿轮轴三上的齿轮三、齿轮五、发电机一主轴上的齿轮六带动发电机一的主轴转动发电(此时，内啮合棘轮机构二的棘轮二不转动，发电机二也不工作)。

而在车轮离开离开减速带时，板簧和弹簧向上恢复，从而带动连杆上移，扇形齿轮、小齿轮、齿轮一、齿轮二的转动方向与下压时的转动方向相反，齿轮二带动内啮合棘轮机构二随棘爪同向转动，同时棘轮二的外齿依次通过齿轮轴四上的齿轮四、齿轮七、发电机二主轴上的齿轮八带动发电机二的主轴转动发电(此时，内啮合棘轮机构一的棘轮一不转动，发电机一也不工作)。

如果，减速带下压时齿轮二的转动方向与内啮合棘轮机构一的轮齿方向相反，则两种状态下的传动过程互换，即：减速带下压时其传动过程为上述的减速带恢复时的传动过程，减速带恢复时的传动过程为上述的减速带下压时的传动过程。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明的发电系统通过扇形齿轮与齿轮的啮合巧妙的实现垂向的运动转化旋转运动，且整个过程全由齿轮机构实现、其结构简单；传动连续不间断、磨损程度低、损耗小，使用寿命高、安全可靠；传动效率高、发电效率高。

二、本发明的发电系统采用轮齿方向相反的两对内啮合棘轮机构分别工作，使得减速带下降和上升的过程都有发电机发电，保证整个过程的车辆冲击能量均被充分利用，从而提高了发电效率。而且，分布于减速带下方坑体中的左、右两侧的两个发电机构，分别直接正对吸收车轮左右车轮的冲击能量，减速带均衡受力、避免了减速带的扭曲变形，提高了减速带的使用寿命，同时也进一步提高了发电效率。