[发明专利]一种利用铁轨振动的发电装置

说明书

本发明涉及发电装置领域，具体涉及一种利用铁轨振动发电装置。其针对由铁轨振动而产生振动动能的浪费而研发一种发电装置。所提供的系统提供了三个模块：振动采集模块，传输模块，发电模块。当列车靠近过或经过装置时，铁轨振动传递到振动输入模块。往复震动采集模块中的连接轴，带动丝杠螺母震动，使丝杠旋转并带动锥齿轮，齿轮正反旋转，在此齿轮两侧各啮合一个带有单向轴承的齿轮，在带有单向轴承的齿轮上各固结一个齿轮并在它们中间啮合一个齿轮，确保此齿轮单向旋转，将其连入发电装置，即可完成将振动动能转为电能。

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种利用铁轨振动的发电装置。

背景技术

人烟稀少的铁路路段，需要对其铁路进行监控，而架设电网十分浪费，利用率低，有的区域甚至不合适架设电网，部分区域采用太能阳、风能等由于气候条件的不稳定也不适合。所以，希望通过铁路装置自供电为其配套的监控设备、轨旁设备等进行供电。铁路能量采集储存及自供电装置依靠火车经过铁轨时，使铁轨产生的上下振动来进行发电，通过机械结构将双向的上下振动运动转化为单向运动，并且将铁轨微小振动位移进行放大，最终带动电机旋转，机械能最终转变为电能，并最终将得到的电能储存在储如超级电容、蓄电池中供其他设备使用。

现有技术中，常将类似的能量回收装置安装在车悬架等部位，用于回收车辆运行中的振动能量，但是，安装在车悬架等部位的能量回收装置结构较为复杂，采用了行星齿轮等复杂的机构，因而体积较大。而在铁路上使用时，人们希望将该装置安装在轨道和道床之间狭窄的空间内，要求装置体积较小，这就使得现有技术中常见的能量回收装置不适用。

发明内容

针对现有技术中振动能量回收装置的体积较大，不适用于铁轨的问题，本发明提供一种利用铁轨振动的发电装置，其目的在于：使得振动能量回收装置及能够高效回收能量，有能够具有较小的体积，方便安装在轨道和道床之间狭窄的区域内。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用铁轨振动的发电装置，包括顺序连接的振动采集装置、传输装置和发电装置，所述传输装置包括齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ、齿轮Ⅴ和齿轮Ⅵ；所述齿轮Ⅱ与振动采集装置配合，所述齿轮Ⅴ与发电装置配合；所述齿轮Ⅰ和齿轮Ⅲ分别与齿轮Ⅱ啮合，所述齿轮Ⅳ和齿轮Ⅵ分别与齿轮Ⅴ啮合；所述齿轮Ⅰ和齿轮Ⅵ通过同一转轴设置，所述齿轮Ⅰ和转轴通过单向轴承Ⅰ连接；所述齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ通过另一转轴设置，所述齿轮Ⅲ和转轴通过单向轴承Ⅱ连接；所述单向轴承Ⅰ和单向轴承Ⅱ的锁止方向相反。

采用该技术方案后，首先将振动采集装置中的上下往复运动转变为齿轮Ⅱ的双向转动，通过齿轮组的配合进行传动，实现将齿轮Ⅱ的双向转动转变为齿轮Ⅴ的单向转动，最终实现了带动发电机单向转动发电。与现有技术相比，本方案未采用行星齿轮等体积较大的复杂机构，有利于将设备制作地小型化，从而方便安装在铁轨和道床之间，能在铁轨上实现将铁轨振动动能转化为电能，并且同时减少了振动对铁轨寿命的影响，可持续发展且实用性强。且该装置由于机械零件占大部分，电子元器件较少，故不仅可靠耐用，能量转换效率高，便于加工、造价低廉，而且铺设容易，非常适合推广和大规模生产。

优选的，振动采集装置包括内壳，所述内壳中设置有丝杆，所述丝杆外部套设有丝杆螺母，所述丝杆上固定连接有锥齿轮Ⅰ，所述锥齿轮Ⅰ上啮合设置有锥齿轮Ⅱ，所述锥齿轮Ⅱ与齿轮Ⅱ通过同一转轴设置；所述内壳顶部通过滑动连接设置有外壳，所述外壳内固定连接有数个连接轴，连接轴的底端与丝杆螺母固定连接。

采用该优选方案后，通过丝杆与丝杆螺母的配合，将连接轴的上下往复运动转化为丝杆的往复转动，进而带动齿轮Ⅱ往复转动。本优选方案中的机构相对于现有技术中常见的齿轮与齿条的配合，具有运动的稳定性更好的优点。

进一步优选的，连接轴位于外壳中的部分的外部套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与外壳和内壳固定连接。

本优选方案中设置弹簧，能够使得外壳和内壳尽量相互远离，使得外壳和内壳之间相对运动的稳定性更强。