慣性儲(chǔ)能壓電形變城市地鐵列車(chē)減震發(fā)電裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種地鐵列車(chē)減振發(fā)電應(yīng)用技術(shù)，特別是一種慣性儲(chǔ)能壓電形變城市地鐵列車(chē)減震發(fā)電裝置，該裝置通過(guò)共振儲(chǔ)能機(jī)電轉(zhuǎn)換將城市地鐵列車(chē)運(yùn)行中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，為城市地鐵列車(chē)車(chē)箱內(nèi)照明提供電能，可降低城市地鐵列車(chē)運(yùn)營(yíng)成本，節(jié)能環(huán)保。
[0002]【背景技術(shù)】:
城市地鐵是城市交通中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行的必要基礎(chǔ)，是緩解交通擁堵、滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民出行需求的重要手段。
[0003]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市居民出行需求的日益增長(zhǎng)，各大城市都加快了公共交通的發(fā)展速度。但是由于地鐵運(yùn)量大，其耗電總量十分巨大，并且電力是地鐵消耗的最主要能源，地鐵供電通常來(lái)自城市電網(wǎng)，通過(guò)地鐵供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變換和傳輸。其電力能耗主要分為列車(chē)運(yùn)行牽引電能和車(chē)廂照明設(shè)備所消耗的電能兩部分。
[0004]在當(dāng)前我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大背景下，如何建設(shè)節(jié)能型軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)成為軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)管理中的一個(gè)重要研究課題。也是行業(yè)發(fā)展的方向和追求的目標(biāo)。
[0005]由于城市地鐵是在地下運(yùn)行，車(chē)廂的照明設(shè)備需要24小時(shí)不間斷供電，如果能將地鐵列車(chē)運(yùn)行中多余的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，為車(chē)廂的照明設(shè)備提供電能，將為國(guó)家節(jié)約大量的電能，即節(jié)能環(huán)保，又可降低城市地鐵運(yùn)營(yíng)成本。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
為了節(jié)約能源和降低地鐵運(yùn)營(yíng)耗電量和運(yùn)營(yíng)成本，建設(shè)節(jié)能型軌道交通系統(tǒng)，本發(fā)明針對(duì)城市地鐵列車(chē)現(xiàn)有減振技術(shù)存在的不足，對(duì)現(xiàn)有減振技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種慣性儲(chǔ)能壓電形變城市地鐵列車(chē)減震發(fā)電裝置，它即可以實(shí)現(xiàn)地鐵列車(chē)運(yùn)行中的減振功能，又可將列車(chē)運(yùn)行中的振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能為列車(chē)車(chē)廂照明提供電能。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè)結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過(guò)程相同機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體內(nèi)，在長(zhǎng)方形箱體的外側(cè)設(shè)置有一個(gè)長(zhǎng)方形上承壓板和一個(gè)長(zhǎng)方形下承壓板，在上承壓板和下承壓板之間安裝有多個(gè)主減振彈簧，
各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)都由一個(gè)行程變換機(jī)構(gòu)、慣性輪儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和一個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長(zhǎng)方形箱體的上端，慣性輪儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長(zhǎng)方形箱體內(nèi)，
各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)都由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)輔驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)驅(qū)動(dòng)連接桿、一個(gè)長(zhǎng)齒條、一個(gè)彈簧桿、一個(gè)彈簧桿連接柱、一個(gè)擺動(dòng)彈簧和一個(gè)彈簧座構(gòu)成，
彈簧桿由一個(gè)外彈簧帽、一個(gè)內(nèi)彈簧帽、一個(gè)內(nèi)彈簧、外帽連接桿和內(nèi)帽連接桿構(gòu)成，外彈簧帽扣在內(nèi)彈簧帽上，內(nèi)彈簧設(shè)置在內(nèi)彈簧帽內(nèi)，外帽連接桿與外彈簧帽相連接，內(nèi)帽連接桿與內(nèi)彈簧帽相連接，
主驅(qū)動(dòng)桿的一端與上承壓板相連接，主驅(qū)動(dòng)桿的中部通過(guò)第一連接軸與設(shè)置在長(zhǎng)方形箱體上部的第一支撐柱相連接，主驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第二連接軸與驅(qū)動(dòng)連接桿的上端相連接，驅(qū)動(dòng)連接桿的下端通過(guò)第三連接軸與輔驅(qū)動(dòng)桿的一端相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿的中部通過(guò)第四連接軸與安裝在長(zhǎng)方形箱體上部的第二支撐柱相連接，輔驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第五連接軸與長(zhǎng)齒條的上端相連接，長(zhǎng)齒條的下端通過(guò)第六連接軸與彈簧桿的上端相連接，彈簧桿的下端通過(guò)第七連接軸與彈簧桿連接柱相連接，彈簧桿連接柱安裝在長(zhǎng)方形箱體的下面，彈簧座安裝在輔驅(qū)動(dòng)桿的下面，擺動(dòng)彈簧設(shè)置在長(zhǎng)齒條上端和彈簧座之間，
各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的慣性輪儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)都由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)齒輪、一個(gè)慣性輪、一個(gè)輔驅(qū)動(dòng)齒輪構(gòu)成，
第一驅(qū)動(dòng)軸、第二驅(qū)動(dòng)軸和第三驅(qū)動(dòng)軸相互平行的固定安裝在長(zhǎng)方形箱體上，
主驅(qū)動(dòng)齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第一驅(qū)動(dòng)軸上，慣性輪可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第二驅(qū)動(dòng)軸上，輔驅(qū)動(dòng)齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第三驅(qū)動(dòng)軸上，
主驅(qū)動(dòng)齒輪與慣性輪的小齒輪相嚙合，慣性輪的大齒輪與輔驅(qū)動(dòng)齒輪的小齒輪相嚙合，第四驅(qū)動(dòng)軸固定安裝在輔驅(qū)動(dòng)齒輪的大齒輪的邊緣上，第四驅(qū)動(dòng)軸與輔驅(qū)動(dòng)齒輪垂直，長(zhǎng)齒條的中部通過(guò)彈簧桿與主驅(qū)動(dòng)齒輪彈性的相嚙合，長(zhǎng)齒條向下運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)齒條的中部可在彈簧桿推動(dòng)下與主驅(qū)動(dòng)齒輪彈性的相嚙合，長(zhǎng)齒條向上運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)齒條的中部可在擺動(dòng)彈簧的推動(dòng)下與主驅(qū)動(dòng)齒輪脫開(kāi)，
各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)都由一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿、一個(gè)驅(qū)動(dòng)滑塊、一個(gè)壓電陶瓷片、第一連接板和第一連接板構(gòu)成，
往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿的一端可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在第四驅(qū)動(dòng)軸上，往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿的另一端通過(guò)第五驅(qū)動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在驅(qū)動(dòng)滑塊的下端，驅(qū)動(dòng)滑塊的上端與壓電陶瓷片中部相連接，壓電陶瓷片的兩端通過(guò)第一連接板和第一連接板固定安裝在長(zhǎng)方形箱體上，
當(dāng)?shù)罔F列車(chē)的振動(dòng)施加在上承壓板時(shí)，列車(chē)的一部分壓力通過(guò)上承壓板傳遞到主減振彈簧上，列車(chē)的另一部分壓力通過(guò)各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動(dòng)桿、驅(qū)動(dòng)連接桿、輔驅(qū)動(dòng)桿、長(zhǎng)齒條傳遞到各慣性輪儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動(dòng)齒輪上，上承壓板的上下振動(dòng)幅度通過(guò)行程變換機(jī)構(gòu)的行程幅度放大，帶動(dòng)長(zhǎng)齒條大幅度的上下振動(dòng)，并通過(guò)長(zhǎng)齒條、彈簧桿和擺動(dòng)彈簧帶動(dòng)主驅(qū)動(dòng)齒輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)主驅(qū)動(dòng)齒輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)慣性輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，將振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為慣性輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能存儲(chǔ)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性輪中，
慣性輪的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輔驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿和驅(qū)動(dòng)滑塊帶動(dòng)壓電陶瓷片大幅度的上下振動(dòng)，上述振動(dòng)不斷的進(jìn)行下去，在壓電陶瓷片的兩電極不斷的輸出交變電流，通過(guò)上述過(guò)程將地鐵列車(chē)的振動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)主減振彈簧構(gòu)成了地鐵列車(chē)的減振機(jī)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)行程變換機(jī)構(gòu)、機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)構(gòu)成了地鐵列車(chē)的自發(fā)電系統(tǒng)，即節(jié)約了能源又降低了地鐵運(yùn)營(yíng)成本。
[0009]【附圖說(shuō)明】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0011 ] 圖2是本發(fā)明的A-A剖視圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的B-B尚]視圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的C-C剖視圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的D-D剖視圖。
[0015]圖6是本發(fā)明的E-E剖視圖。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
在圖1、圖2和圖3中，在長(zhǎng)方形箱體9的上部安裝了 7個(gè)結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過(guò)程相同的機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，各機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體9內(nèi)，在長(zhǎng)方形箱體9的外側(cè)設(shè)置有長(zhǎng)方形上承壓板10和長(zhǎng)方形下承壓板11，在上承壓板10和下承壓板11之間安裝有主減振彈簧8-1、主減振彈簧8-2、主減振彈簧8-3和主減振彈簧8-4，
在圖1和圖2中，第一個(gè)機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)由一個(gè)行程變換機(jī)構(gòu)、一個(gè)彈性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和一個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長(zhǎng)方形箱體9的上方，彈性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)和機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長(zhǎng)方形箱體9內(nèi)，
在圖1和圖2中，第一個(gè)機(jī)械慣性儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)由主驅(qū)動(dòng)桿1-1、驅(qū)動(dòng)連接桿1-5、輔驅(qū)動(dòng)桿1-7、長(zhǎng)齒條1-11、彈簧桿1-13、彈簧桿連接柱5、擺動(dòng)彈簧1_16和彈簧座1-15構(gòu)成，
在圖6中，彈簧桿1-13由一個(gè)外彈簧帽1-13-1、一個(gè)內(nèi)彈簧帽1-13-2、一