[发明专利]轴对称双腔共振压电变换城市地铁列车减震发电装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种地铁列车减震发电技术，特别是一种轴对称双腔共振压电变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，通过地铁供电系统实现变换和传输。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系统已经成为轨道交通系统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系统,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,提出了一种轴对称双腔共振压电变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：一个城市地铁列车减震发电装置由两个结构、各项尺寸和工作过程相同的长方形减震发电机构和一个长方形主减振机构构成，两个减震发电机构对称的设置在主减振机构的两侧，

主减振机构由一个长方形上承压板、一个长方形下承压板和多个主减震弹簧构成，主减震弹簧设置在上承压板和下承压板之间，两个减震发电机构通过下承压板连接在一起，

各减震发电机构都由一个长方形箱体和多个结构、各项尺寸和工作过程相同的双腔阻尼共振储能二次减震机构构成，双腔阻尼共振储能二次减震机构都安装在长方形箱体内，

地铁列车的振动施加在上承压板，列车的一部分压力通过上承压板传递到主减振机构上，列车的另一部分压力对称的分布在位于主减振机构两侧的两个减震发电机构上，上述结构设置即可吸收列车纵向震动，还可减少列车横向振动，

各双腔阻尼共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个双腔阻尼共振发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，双腔阻尼共振发电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的上面和行程变换机构之间，

各双腔阻尼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、一个辅减震弹簧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，箱体连接杆的下端与辅减震弹簧的上端相连接，辅减震弹簧的下端与小箱体相连接，

各双腔阻尼共振储能二次减震机构的双腔阻尼共振发电机构都由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一空气腔、第二空气腔构成，

第一空气腔安装在小箱体的上面，第二空气腔安装在小箱体的下面，第一空气腔和第二空气腔轴线相互重合，振动滑块的上端插入第一空气腔内，振动滑块的下端插入第二空气腔内，压电陶瓷片两端安装在小箱体上，压电陶瓷片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双腔阻尼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、辅驱动杆和箱体连接杆传递到辅减震弹簧上，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第二空气腔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，