CN105114272A - 压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置 - Google Patents

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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

一种压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置，该减震装置通过主减震弹簧和辅减震弹簧构成了地铁列车的两级减震机构，同时通过行程变换机构和阻尼共振压电机构构成了地铁列车的自发电***，即节约了能源又降低了地铁运营成本。

Description

压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置
技术领域：
本发明涉及一种地铁列车减震发电技术，特别是一种压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置，该装置通过共振储能机电转换将城市地铁列车运行中的震动动能转换为电能，为城市地铁列车车箱内照明提供电能，可降低城市地铁列车运营成本，节能环保。
背景技术：
城市地铁是城市交通中重要的基础设施，是社会经济正常运行的必要基础，是缓解交通拥堵、满足社会经济发展和居民出行需求的重要手段。
随着国民经济的快速发展以及城市居民出行需求的日益增长，各大城市都加快了公共交通的发展速度。但是由于地铁运量大，其耗电总量十分巨大，并且电力是地铁消耗的最主要能源，地铁供电通常来自城市电网，通过地铁供电***实现变换和传输。其电力能耗主要分为列车运行牵引电能和车厢照明设备所消耗的电能两部分。
在当前我国建设节约型社会的大背景下，如何建设节能型轨道交通***已经成为轨道交通***规划设计与建设管理中的一个重要研究课题。也是行业发展的方向和追求的目标。
由于城市地铁是在地下运行，车厢的照明设备需要24小时不间断供电，如果能将地铁列车运行中多余的动能转换为电能，为车厢的照明设备提供电能，将为国家节约大量的电能，即节能环保，又可降低城市地铁运营成本。
发明内容:
为了节约能源和降低城市地铁运营耗电量和运营成本，建设节能型轨道交通***,本发明针对城市地铁列车现有减震技术存在的不足，对现有减震技术进行了改进,提出了一种压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置，它即可以实现地铁列车运行中的减震功能，又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在一个长方形箱体的上部安装了多个结构、各项尺寸和工作过程相同的共振储能二次减震机构，各共振储能二次减震机构整齐排列在长方形箱体内，在长方形箱体的外侧设置有一个长方形上承压板和一个长方形下承压板，在上承压板和下承压板之间安装有多个主减震弹簧，
各共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个辅减震弹簧、一个阻尼共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体的上方，阻尼共振压电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的底部和长方形箱体之间，
各共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个箱体连接板和一个箱体连接杆构成，主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与箱体连接杆的上端相连接，箱体连接杆的下端通过第六连接轴与箱体连接板的上端相连接，箱体连接板的下端安装在小箱体的上端，箱体连接板的下面开有一个滑孔，
各共振储能二次减震机构的阻尼共振压电机构都由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一空气腔构成，
第一空气腔安装在小箱体的下面，振动滑块的上端***箱体连接板下面所开滑孔内，振动滑块的下端***第一空气腔内，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上，压电陶瓷片的中部安装在振动滑块的中部，
当地铁列车的振动施加在上承压板时，列车的一部分压力通过上承压板传递到主减震弹簧上，列车的另一部分压力通过各共振储能二次减震机构的行程变换机构的主驱动杆、驱动连接杆、辅驱动杆、箱体连接板、箱体连接杆和小箱体传递到各共振储能二次减震机构的辅减震弹簧上，上承压板的上下移动幅度通过行程变换机构的行程幅度放大，并通过小箱体带动振动滑块在其第一空气腔和箱体连接板下面所开滑孔内大幅度的上下震动，使得位于振动滑块中部的压电陶瓷片大幅度的上下震动，电流不断的从压电陶瓷片的两极输出出来，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能，
本发明的有益效果是：通过主减震弹簧和辅减震弹簧构成了地铁列车的两级减震机构，同时通过行程变换机构和阻尼共振压电机构构成了地铁列车的自发电***，即节约了能源又降低了地铁运营成本。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构俯视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
具体实施方式：
在图1、图2和图3中，在长方形箱体9的上部安装了7个共振储能二次减震机构，7个共振储能二次减震机构整齐排列在长方形箱体9内，在长方形箱体9的外侧设置有长方形上承压板10和长方形下承压板11，在上承压板10和下承压板11之间安装有主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4，
7个共振储能二次减震机构的结构、各项尺寸和工作过程相同，
第一个共振储能二次减震机构由小箱体2-2、辅减震弹簧2-10、一个阻尼共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体2-2的上方，阻尼共振压电机构设置在小箱体2-2内，辅减震弹簧2-10安装在小箱体2-2的底部和长方形箱体9之间，
在图2中，第一个共振储能二次减震机构的行程变换机构由主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5、箱体连接板2-3和箱体连接杆1-11构成，主驱动杆1-1的一端与上承压板10相连接，主驱动杆1-1的中部通过第一连接轴1-2与设置在长方形箱体9上部的第一支撑柱1-3相连接，主驱动杆1-1的另一端通过第二连接轴1-4与驱动连接杆1-5的上端相连接，驱动连接杆1-5的下端通过第三连接轴1-6与辅驱动杆1-7的一端相连接，辅驱动杆1-7的中部通过第四连接轴1-8与安装在长方形箱体9上部的第二支撑柱1-9相连接，辅驱动杆1-7的另一端通过第五连接轴1-10与箱体连接杆1-11的上端相连接，箱体连接杆1-11的下端通过第六连接轴2-1与箱体连接板2-3的上端相连接，箱体连接板2-3的下端安装在小箱体2-2的上端，箱体连接板2-3的下面开有一个滑孔2-4，
在图2中，第一个共振储能二次减震机构的阻尼共振压电机构都由振动滑块2-6、压电陶瓷片2-7、第一空气腔2-5构成，第一空气腔2-5安装在小箱体2-2的下面，振动滑块2-6的上端***箱体连接板2-3下面所有滑孔2-4内，振动滑块2-6的下端***第一空气腔2-5内，压电陶瓷片2-7的两端安装在小箱体2-2上，压电陶瓷片2-7的中部安装在振动滑块2-6的中部，
当地铁列车的振动施加在上承压板10时，列车的一部分压力通过上承压板10传递到主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4上，列车的另一部分压力通过主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5、箱体连接杆1-11、箱体连接板2-3和小箱体2-2传递到各共振储能二次减震机构的辅减震弹簧2-10上，上承压板10的上下移动幅度通过行程变换机构的行程幅度放大，带动振动滑块2-6在其第一空气腔2-5内大幅度的上下震动，并使得位于振动滑块2-6中部的压电陶瓷片2-7大幅度的上下震动，电流不断的从压电陶瓷片2-7的两极输出出来，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。

Claims (1)

1.一种压电共振电磁转换城市地铁列车减震发电装置，由一个长方形箱体、一个长方形上承压板、一个长方形下承压板、多个主减震弹簧和多个共振储能二次减震机构构成，其特征是：上承压板和下承压板设置在长方形箱体的外侧，主减震弹簧安装在上承压板和下承压板之间，各共振储能二次减震机构的结构、各项尺寸和工作过程相同，各共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个辅减震弹簧、一个阻尼共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体的上方，阻尼共振压电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的底部和长方形箱体之间，
各共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个箱体连接板和一个箱体连接杆构成，主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与箱体连接杆的上端相连接，箱体连接杆的下端通过第六连接轴与箱体连接板的上端相连接，箱体连接板的下端安装在小箱体的上端，箱体连接板的下面开有一个滑孔，
各共振储能二次减震机构的阻尼共振压电机构都由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一空气腔构成，
第一空气腔安装在小箱体的下面，振动滑块的上端***箱体连接板下面所开滑孔内，振动滑块的下端***第一空气腔内，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上，压电陶瓷片的中部安装在振动滑块的中部。
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