[发明专利]铁路路桥过渡段磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置

说明书

一种铁路路桥过渡段磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置。该磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置包括应力传导箱、压电俘能模块、多个阻尼减振模块以及多个磁力非线性振动能量采集模块。其中，阻尼减振模块用于吸收应力传导箱的振动能量，以及用于将振动能量传递至磁力非线性振动能量采集模块中；磁力非线性振动能量采集模块用于将接收的振动能量转换为电能以及用于将振动能量传递至压电俘能模块中。由此，该磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置通过将车辆‑轨道‑路基耦合动力学模型的减振和发电相结合，能够吸收钢轨传递至铁路路基垂向、横向和轴向的三维振动，并将列车运行产生的部分振动能量转化为电能。

技术领域

本申请涉及铁路路桥过渡段路基节能减振领域，具体而言，涉及一种铁路路桥过渡段磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置。

背景技术

随着当前铁路列车速度及轴重的不断增加，加之路桥过渡段是铁路建设中薄弱的部分，由于路堤、桥梁和涵洞的刚性相差较大，导致路桥过渡段振动往往较大，铁路路桥过渡段列车运行引起的振动问题日益凸显，在一定程度上影响着列车的安全性与稳定性，且较大的振动对一些敏感性的结构影响较大。目前针对铁路路基减振，主要都是通过在钢轨两侧粘结阻尼材料进行减振降噪，但是阻尼材料和钢轨之间的粘结长期稳定性很难保证，阻尼材料有脱落的风险，从而对高速列车安全运行留下隐患，且对阻尼材料长期工作的约束和保护成本也会比较高。

发明内容

为改善上述问题，本发明提供一种铁路路桥过渡段磁电耦合非线性减振发电粗颗粒装置，包括应力传导箱、压电俘能模块、多个阻尼减振模块以及多个磁力非线性振动能量采集模块；

应力传导箱包括两个第一侧板以及多个第二侧板；两个第一侧板相对设置，且具备间隔；多个第二侧板围绕两个第一侧板设置，且与第一侧板及第二侧板连接；

压电俘能模块、多个阻尼减振模块以及多个磁力非线性振动能量采集模块均位于应力传导箱内；压电俘能模块与两个第一侧板连接；多个阻尼减振模块与多个第二侧板一一对应连接；多个磁力非线性振动能量采集模块与多个阻尼减振模块一一对应连接，并围绕压电俘能模块；

阻尼减振模块用于吸收应力传导箱的振动能量，以及用于将振动能量传递至磁力非线性振动能量采集模块中；磁力非线性振动能量采集模块用于将接收的振动能量转换为电能以及用于将振动能量传递至压电俘能模块中；压电俘能模块用于将接收的振动能量，并将接收的振动能量转换为电能。

在本发明的一种实施例中，压电俘能模块包括两个第一固定块及多个第一压电振子单元；

两个第一固定块分别与两个第一侧板连接；

多个第一压电振子单元与多个磁力非线性振动能量采集模块一一对应，且每个第一压电振子单元均用于吸收对应的磁力非线性振动能量采集模块输出的振动能量，并将接收的振动能量转换为电能；多个第一压电振子单元的两端均分别与两个第一固定块连接，且多个第一压电振子单元围绕两个第一固定块依次间隔设置。

在本发明的一种实施例中，第一压电振子单元包括第一磁性件、第一压电振子及第二压电振子；

第一磁性件用于感应对应的磁力非线性振动能量采集模块的振动；

第一压电振子与第二压电振子呈夹角设置，第一压电振子及第二压电振子的一端均与第一磁性件连接，第一压电振子及第二压电振子的另一端分别与两个第一固定块连接。

在本发明的一种实施例中，阻尼减振模块包括第二固定块、弹性件以及橡胶伸缩阻尼棒；

第二固定块与对应的第二侧板连接，橡胶伸缩阻尼棒的一端与第二固定块连接，橡胶伸缩阻尼棒的另一端朝向应力传导箱的中心并与磁力非线性振动能量采集模块连接，弹性件套设橡胶伸缩阻尼棒。

在本发明的一种实施例中，磁力非线性振动能量采集模块包括连接块、第二压电振子单元及第二磁性件；