[实用新型]一种振动发电装置及附带该装置的公路减速带

说明书

技术领域

本实用新型涉及将车辆通过公路减速带时的压力机械能转换为电能的技术，具体为一种振动发电装置及附带该装置的公路减速带。

背景技术

公路收费站等重要公路设施附近均分布有比较密集的减速带，车流量大，这些公路设施分布比较分散，且有大量的附属电子设备和电气设备，传统的采用远距离铺设电缆对其供电成本高、效率低，因此，充分利用车辆通过公路减速带时的压力驱动发电机为公路设施的附属电子设备和电气设备供电具有重要应用价值。

现有公路设施集中供电技术存在诸多缺点：

1.用电设备分散，供电线路太长，负载分布不集中，造成线路损耗大，供电效率低。

2.供电线路的铺设工程量较大，后续维护比较复杂，建设和使用成本高昂。

公路收费站等附近的减速带每天都有大量的车流通过，具有丰富的机械能源，一种振动发电装置及附带该装置的公路减速带可将公路减速带承受的压力机械能转换为电能，解决公路附属用电设施的供电问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对当前公路附属用电设施集中供电技术的不足，提供一种利用公路减速带的压力发电的装置。该装置采用大扇形齿轮和小齿轮连同摆杆为直线位移放大机构，齿条和齿轮组为直线运动变回转运动机构实现机械能的高效传递，永磁同步发电机为机电能量转换机构，实现为公路附属用电设施供电。

本实用新型将大扇形齿轮和小齿轮连同摆杆的机构用于直线位移放大，放大顶杆产生的直线位移并通过摆杆输出，摆杆驱动齿条、齿轮组机构将摆杆的直线运动转换为快速的回转运动，带动永磁同步发电机工作，该发电装置充分利用车辆碾压公路减速带产生的较大压力，将减速带活动板的小直线位移转换为快速回转运动，可显著提高永磁同步发电机的输出功率，具有较高的机械能传递和转换效率。本实用新型为可再生能源发电，机电能量转换效率高，工作寿命长，采用密封设计，可靠性高，埋入公路中，不占用周围空间，且可多台发电装置组网发电，使用灵活。

本实用新型的技术方案为：

一种振动发电装置，该装置为箱体结构，外形为长方体；箱体内，轴二、轴三和永磁同步发电机均通过螺钉固定在箱体的主内壁上，轴承座固定在箱体中主内壁左侧的内壁上，轴一固定在轴承座上；单向轴承通过键配合固定在永磁同步发电机的轴上，齿轮三通过键配合固定在单向轴承上；齿轮二和齿轮一均通过键配合在轴三上，齿轮二靠近内壁；齿轮三与齿轮二啮合；齿条沿着竖直方向放置，齿条的上端与摆杆的右端通过螺栓固定在一起，整体呈倒“L”状，齿条与齿轮一啮合，摆杆的左端通过螺钉固定在小齿轮上，小齿轮固定在轴二上；小齿轮与大扇形齿轮啮合，大扇形齿轮通过轴一固定在轴承座上，大扇形齿轮中部有一倾斜的条状大扇形齿轮槽（左端高右端低），大扇形齿轮槽内设置有滚筒，滚筒安装在顶杆的下端部，顶杆的上端部穿过顶板伸出箱体之外，顶杆在箱体之外的部分套有复位弹簧；永磁同步发电机的输出端通过导线穿过线孔连接外部电能处理电路或公路附属用电设施。

所述的轴一与轴二在同一水平线上，轴三与永磁同步发电机的轴在同一水平线上，轴二与轴三的轴心间距与摆杆长度相等，其中摆杆长度指轴二的轴心到摆杆活动端部的长度，轴二与轴三的轴心水平距离为为齿条弦长的一半。

所述的附带本实用新型振动发电装置的公路减速带，包括普通减速带、活动板和所述的振动发电装置；其中，振动发电装置置于公路路基的开挖槽内，上面为普通减速带，振动发电装置的伸出箱体之外的顶杆和复位弹簧穿过普通减速带上的开孔，共同托举起活动板。

其中，在无外部压力作用时，在保证车辆正常通行的条件下，活动板与普通减速带之间的间距应尽可能大，以获得较大的输入功率，一般在20mm-40mm之间。

本实用新型基于大扇形齿轮和小齿轮连同摆杆的直线位移放大机构、齿条和齿轮组直线运动变回转运动机构、永磁同步发电机的机电能量转换机构将车辆通过减速带的压力机械能转换为电能，电能经处理之后可为公路附属用电设施供电。

本实用新型采用大扇形齿轮和小齿轮连同摆杆的增幅摆动机构将顶杆的直线位移放大，然后齿条和齿轮组将放大之后的直线位移转换为单向的回转运动，永磁同步发电机转子上施加的转矩频率高，输出电功率大，永磁同步发电机具有较高的机电转换效率，采用扁平状发电机结构，利于安装，减少发电装置体积。具有优点如下：

1）利用车辆通过减速带时产生的压力机械能发电，具有较高的功率密度，绿色环保。

2）解决公路附属用电设施供电问题，减少集中供电的能源浪费和使用成本。

3）本实用新型为可再生能源，可免维护长期为公路附属用电设施供电。