[发明专利]用于在路面中应用以从经过车辆收集机械能供发电的设备

说明书

用于在路面中应用的设备，所述设备用于从所述路面上经过的车辆收集机械能以致动用于生成电能的机电转换器，所述设备包括：机电转换器；包括曲柄线性滑动件或曲柄活塞的机械或机械液压系统；用于将所述设备支撑并固定到所述路面的基部结构；盖，能在由车辆经过而引起的竖直轴线平移中移位，其中所述盖被布置成致动所述曲柄线性滑动件或曲柄活塞；齿条小齿轮、或液压缸和具有致动器的相应液压回路，被布置成用于将所述线性滑动件或所述活塞的线性位移相应地转换成所述机电转换器的轴的旋转；其中所述盖具有非水平表面轮廓，所述非水平表面轮廓在第一端具有第一高度并且在第二端具有第二高度，其中所述第一高度低于第二高度。

技术领域

本公开涉及一种设备，该设备用于在路面中应用以从所述路面上经过的车辆收集机械能，从而用于致动机械或机械液压系统以致动转换器来生成电能。

背景技术

在过去几十年中验证了，电能生成仍然高度取决于由化石燃料和核能供应的热电厂，但基于可再生能源的电能生成系统(即水力发电厂和风电场，陆上和近海)的实施有所增加。近年来，使用太阳能(主要使用光伏板)的发电厂的实施一直在增加，这主要是由于这种技术的生产成本的降低。

发现上述大规模发电方法通常远离电力消耗较大的大型城市和工业中心。因此，有必要将电能输送到这些地方，这意味着电网中的能量损失必须用更大的资源消耗进行补偿以生成这种额外能量。此外，所提及的能源资源并非总是可用(太阳能、风能和水能)或需要通过不可再生的手段(化石燃料和核能)获得，这种生态上的消耗是不期望的。

最近，为了减小从发电厂到城市中心的电能传输，通过在房屋和公共场所实施低功率发电设备而采用了“微型发电”的概念。用于此类发电的主要技术是光伏转换器和风力转换器，其需要适当的关键条件，除了间歇性和地理依赖性之外，这些条件也是不可预测的。

除了风能和太阳能外，城市中心还有适合电动微型发电的另一种能源：车辆交通。车辆的流通与城市中心有着内在联系，从而表示用于能源收集的潜在来源，因为它们在路面上的移动表示能量的转移，其在减速或制动的地方被最大化，并且目前这种能量没有得到适当的使用。因此，想法是将路面用作车辆的机械能量收集器，以便利用由车辆移动释放的能量来进行电能生成。

收集由车辆向路面释放的能量的概念并不新颖，因为已经发布了执行相同功能的设备。专利申请CA2715129A1(以及专利申请WO2009098673A1和US20050127677以及专利US7830071B2)涉及在表面中使用压电换能器的设备，这些压电换能器由于人和车辆的通过而在变形时产生电能。然而，压电换能器的特征在于低发电容量，其应用需要大量设备以实现相当大的电力生产，一旦这些压电单元成本高，其在项目可行性中存在一些疑问。本公开通过引入替代系统来形成后者，该替代系统的发电密度远高于上述系统，这使得来自路面的电能生产更加可持续。

所开发并获得专利的其他技术包括一旦具有驱动发电机的单个机械系统的情况下就在本公开的相同原理下工作的设备。然而，这些发明基于齿条小齿轮或杠杆机械系统。在专利申请US20090315334A1(以及专利申请US20060152008A1和US20110187125A1)中，引入了具有更接近本公开的工作原理的系统。然而，这种专用于道路应用的转换系统包括倾斜表面，当车辆通过倾斜表面时会导致车辆过度减速，从而增加了受损的可能性。先前系统(如专利申请WO2010088310A1、US20110049906A1和CN201339553Y中描述的设备)具有在其纵向边缘上旋转并且在相对端传导剩余机构的负载的表面。该方法不允许使用满载，因为其一部分由末端旋转的支撑物分配，从而减小因此捕获的能量的量。本公开一旦其表面保持平坦就克服了这个问题，以不影响车辆运动特性或其乘客的乘坐舒适性，并且最大化施加在其上的力的传递，因为后者从表面均匀分布和转移以保持机械系统，从而最大化收集的机械能。