CN101886620A - 减速带能量收集*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减速带能量收集***，属于再生能源利用技术领域。它包括减速带及直线往复式发电机，永磁悬浮***和电能储存***；直线往复式发电机由绕组结构的定子、背铁、定子环氧树脂框架、永磁体阵列结构的动子和动子环氧树脂框架构成；定子绕组灌封在定子环氧树脂框架内，并与背铁紧贴，定子固定在发电机机座上；动子永磁体粘结在动子环氧树脂框架内；永磁悬浮***由上永磁体、与其极性相反的下永磁体和初始位置定位铁环构成，下永磁体和初始位置定位铁环与支撑基座固定连接，上永磁体与减速带连接；电能储存***包括依次连接的整流电路、滤波电路、变压电路、稳压电路和蓄电池，定子绕组引线与整流电路的输入端连接。本发明结构简单，体积小；发电效率高，运行稳定；成本低；可靠性高，寿命长，安装与维护方便。

Description

减速带能量收集***

所属技术领域

本发明涉及道路交通基础设施，尤其是道路减速带及发电装置，属于再生能源利用技术领域。

背景技术

目前，随着工业社会的发展，能源问题已成为当前与未来的社会核心问题。目前，减速带广泛应用在汽车需要减速行驶的地段，其中包括：政府、学校、十字路口、停车场、高速公路收费站、以及行人较多的地段等。而汽车在行驶通过当前的减速带时，汽车由于重力作用以及撞击对减速带做功，而这部分能量白白浪费，且对汽车造成很大幅度的颠簸和一定程度的疲劳损坏，并且使得司乘人员极其不舒服。

现有的公路减速带发电装置存在很多缺点，其中包括：

1.结构过于复杂，其中包括庞大的机械动力传动装置带动飞轮，再通过飞轮驱动旋转发电机，最终把能量收集储存起来；

2.因其发电装置的中间能量传递环节过多，发电效率低；

3.发电装置的埋设与施工都极不方便，在安装和维修时会严重影响到道路车辆的行驶；

4.设备成本和维修成本过高，难以收回成本；

5.设备容易受到道路恶劣环境的影响，其寿命短，难以维护。

发明内容

针对现有减速带发电装置存在的问题，本发明提供一种直线往复式发电机结构的减速带能量收集***。用来解决目前所使用的减速带装置未能把能量回收且对汽车产生冲击损坏等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：减速带能量收集***，包括减速带，还包括直线往复式发电机，永磁悬浮***和电能储存***；直线往复式发电机由绕组结构的定子、背铁、定子环氧树脂框架、永磁体阵列结构的动子和动子环氧树脂框架构成；定子绕组灌封在定子环氧树脂框架内，并与背铁紧贴，定子固定在发电机机座上；动子永磁体粘结在动子环氧树脂框架内；永磁悬浮***由上永磁体、与其极性相反的下永磁体和初始位置定位铁环构成，下永磁体和初始位置定位铁环与支撑基座固定连接，上永磁体与减速带连接；电能储存***包括依次连接的整流电路、滤波电路、变压电路、稳压电路和蓄电池，定子绕组引线与整流电路的输入端连接。

本发明采用直线往复式发电机取代了传统的旋转发电机，因此也就省去了复杂的机械传动装置和飞轮***。汽车碾压减速带所产生能量通过直线往复式发电机直接转化为电能，通过能量收集电路把交流电转化为直流电，再用蓄电池把能量储存起来，最终供给终端客户使用或反馈给电网。并采用永磁体间的排斥力来完成减速带被汽车碾压后的复位，永磁悬浮***引入机械弹簧装置可以很好的解决永磁悬浮的刚度不足问题，二者组合使用性能更好，同时悬浮***的永磁体在运动过程中磁场的变化也可以被用来发电，提高发电效率。

本发明的有益效果是，结构简单，体积小；发电效率高，运行稳定；成本低；可靠性高，寿命长，安装与维护方便。本发明亦可应用于公路、铁路路面能量的收集，以及波浪能等脉冲式能量的收集，例如安装在公路坡道的下行方向用来收集汽车的重力势能；汽车减震装置往复运动中能量的收集等。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是图1的左视图(安装在路面下示意)；

图3是图1减速带处于最低位置状态(汽车碾过时)示意图；

图4是图3的左视图(安装在路面下示意)；

图5是发电装置中定子结构俯视图；

图6是图5的A-A剖面图(定子结构示意图)；

图7是发电装置中动子结构示意图；

图8是图7的A-A剖面图；

图9是本发明俯视图；

图10是图9的B-B剖面图(总体结构示意图)；

图11是图9中A部(永磁悬浮***结构)放大图；

图12是电能储存框图。

图中零部件及编号：

1-减速带，2-动子，2-1-动子永磁体，-3-防撞块，4-上永磁体，

5-下永磁体，6-定子，6-1-定子绕组，7-支撑基座，8-定子绕组引线，

9-背铁，10-定子环氧树脂框架，11-动子环氧树脂框架，

12-初始位置定位铁环，13-发电机机座，14-整流电路，15-滤波电路，

16-变压电路，17-稳压电路，18-蓄电池，19-路面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

如图1-12，减速带能量收集***，包括减速带1，还包括还包括直线往复式发电机，永磁悬浮***和电能储存***；直线往复式发电机由绕组结构的定子6、背铁9、定子环氧树脂框架10、永磁体阵列结构的动子2和动子环氧树脂框架11构成；定子绕组6-1灌封在定子环氧树脂框架10内，并与背铁9紧贴，定子6固定在发电机机座13上；动子永磁体2-1粘结在动子环氧树脂框架11内；永磁悬浮***由上永磁体4、与其极性相反的下永磁体5和初始位置定位铁环12构成，下永磁体5和初始位置定位铁环12与支撑基座7固定连接，上永磁体4与减速带1连接；电能储存***包括依次连接的整流电路14、滤波电路15、变压电路16、稳压电路17和蓄电池18，定子绕组引线8与整流电路14的输入端连接。

减速带1的初始位置如图1、2所示，汽车碾压后，减速带1降到最低位置，与路面19平齐，如图3、4所示。

当汽车行驶碾压减速带1时，带动直线往复式发电机中的动子2向下运动，使穿过定子绕组6-1中的磁场发生变化而感应出电压；而当汽车通过减速带1后，永磁悬浮***中的上永磁体4从最低位置复位到初始位置，使穿过定子绕组6-1中的磁场再次发生变化而感应出电压；两次感应出的电压由定子绕组引线8输出到电能储存***中。通过整流电路14、滤波电路15、变压电路16、稳压电路17，最后储存到蓄电池18中；如图12所示。

永磁悬浮***可以与机械弹簧装置组合使用，永磁悬浮***提供悬浮力并且对减速带进行定位，而机械弹簧可以提供足够的刚度，组合使用性能更佳。

减速带1底部两端设有防撞块3。其作用是防止减速带1回弹复位时冲出路面19，并且有减震消音的作用。

定子6为永磁体阵列结构，动子2为绕组结构。定子6和动子2的结构可互换。

减速带1上表面为弧形，并且其表面敷设反光材料。用来减缓汽车对减速带发电装置的冲击，反光材料提示司机减速行驶，并且根据减速带露出地面的高度和形状等特征来标识该减速带的限速等级。汽车行驶低于减速带允许的速度时，对汽车冲击小，当行驶超过允许速度时，对汽车冲击大，真正起到减速带的作用。

直线往复式发电机采用发电装置与减速带的一体化的设计，使永磁体结构尺寸和绕组尺寸更合理，发电机的功率和效率更高，成本更低。定子中背铁9材料为电工纯铁，其目的是减小磁路的磁阻，增大穿过绕组的磁通量，提高发电效率。减速带的复位采用永磁体悬浮***设计，利用上永磁体4对初始位置定位铁环12的磁吸力，实现对减速带初始位置进行快速定位的目的。动子部分可以很方便的从发电装置中拆卸下来，以方便对其进行维修和维护，保证了发电装置的可靠性和寿命。

绕组输出的电压为脉冲交流电，通过整流、滤波电路，再经过变压和稳压等环节转换为直流电，最终把电能储存到蓄电池中，以供给其它设备使用或反馈回电网。

应说明的是，以上实施方式仅以说明本发明的技术方案而非限制，相关领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利范围当中。

Claims (4)

1.一种减速带能量收集***，包括减速带(1)，其特征在于，还包括直线往复式发电机，永磁悬浮***和电能储存***；直线往复式发电机由绕组结构的定子(6)、背铁(9)、定子环氧树脂框架(10)、永磁体阵列结构的动子(2)和动子环氧树脂框架(11)构成；定子绕组6-1灌封在定子环氧树脂框架(10)内，并与背铁(9)紧贴，定子(6)固定在发电机机座(13)上；动子永磁体2-1粘结在动子环氧树脂框架(11)内；永磁悬浮***由上永磁体(4)、与其极性相反的下永磁体(5)和初始位置定位铁环(12)构成，下永磁体(5)和初始位置定位铁环(12)与支撑基座(7)固定连接，上永磁体(4)与减速带(1)连接；电能储存***包括依次连接的整流电路(14)、滤波电路(15)、变压电路(16)、稳压电路(17)和蓄电池(18)，定子绕组引线(8)与整流电路(14)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的减速带能量收集***，其特征在于，所述的减速带(1)底部两端设有防撞块(3)。

3.根据权利要求1所述的减速带能量收集***，其特征在于，所述的定子(6)为永磁体阵列结构，动子(2)为绕组结构。

4.根据权利要求1所述的减速带能量收集***，其特征在于，所述的减速带(1)上表面为弧形，并且其表面敷设反光材料，根据形状特征标识限速等级。

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