[发明专利]一种基于空间X型机构的重载铁路轨道振动能量收集装置

说明书

本发明属于能量收集装置技术领域，具体涉及了一种基于空间X型机构的重载铁路轨道振动能量收集装置。解决了现有技术中为轨道上的电子设备供电困难，成本较高的问题。本发明的技术方案是：包括传动装置、发电装置和能量储存装置，所述传动装置包括上板、下板和底座，所述上板与下板互相平行，下板与底座转动连接，所述上板和下板均设置有球副，上板与下板之间通过球副和球副连杆连接形成空间X型机构，所述下板与发电装置的输入轴连接，所述发电装置与能量储存装置连接。本发明将振动能量转化为电能，并通过能量储存装置储存，用于向轨道旁的电子设备供电，实现了振动能量的回收和利用，适用于为重载铁路旁的电子设备供电。

技术领域

本发明属于能量收集装置技术领域，具体涉及了一种基于空间X型机构的重载铁路轨道振动能量收集装置。

背景技术

在现代化的铁路系统中，安装有大量的轨道设备和检测设备，这些设备需定期保养、维护检修，因为人工现场作业天窗时间短，施工难度大，维护成本较高，所以电子自动化设备逐步取代人工上道作业将是一种需求和趋势。特别是在高寒重载铁路线上，人烟稀少，检测和作业环境艰苦，更需要机械化和自动化的作业。但是大量的电子设备上道，面临的最大问题就是如何解决电源问题，在没有供电的铁路区段，部分道旁设备需要使用电池进行供电，而电池作为电源供电需要频繁更换电池，或定期为电池充电，从而产生高维护成本的问题，还有部分轨旁设备需要铺设远距离的电缆至固定电源位置或者站房取电，成本较高。

重载列车在轨道上运行时，轨道及其附近道路会产生强烈振动，这个能量比普通铁路轨道振动能量高出许多，但是现有技术中并没有将这些振动能量进行收集，造成了能量的浪费。因此，设计一种吸收列车经过时产生的振动机械能并将之转化成电能，从而替代上述电池或电源为道旁低功耗设备进行供电的振动采集装置非常有必要。

发明内容

针对现有技术中为轨道上的电子设备供电困难，成本较高的问题，本发明提供一种一种基于空间X型机构的重载铁路轨道振动能量收集装置。其目的在于：收集列车经过时产生的振动机械能并将之转化成电能，从而替代一次性或者充电成本高的电池或电源为道旁低功耗设备进行供电。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于空间X型机构的重载铁路轨道振动能量收集装置，包括传动装置、发电装置和能量储存装置，所述传动装置包括上板、下板和底座，所述上板与下板互相平行，下板与底座转动连接，所述上板和下板均设置有球副，上板与下板之间通过球副和球副连杆连接形成空间X型机构，所述下板与发电装置的输入轴连接，所述发电装置与能量储存装置连接。

采用该技术方案后，将本装置的上板上端安装在铁轨下沿，列车经过时，带动上板做上下运动，上板通过球副和球副连杆带动下板做旋转运动，下板将旋转能量传递给发电装置，从而将振动能量转化为电能，并通过能量储存装置储存，用于向轨道旁的电子设备供电，解决了轨道旁电子设备供电困难，供电成本高的问题。并且本装置实现了振动能量的回收和利用，避免了重载铁路上振动能量的浪费。

作为优选，所述传动装置包括滚珠丝杠和旋转轴筒，所述滚珠丝杠的上端与上板固定连接，滚珠丝杠配套设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母的外侧固定连接有丝杠单向轴承，所述丝杠单向轴承的外圈与旋转轴筒的内壁固定连接，所述旋转轴筒连接有下板单向轴承，所述下板单向轴承的内圈和外圈分别与旋转轴筒的外侧和下板的内侧固定连接，所述丝杠单向轴承与下板单向轴承的锁止方向相反。

采用该优选方案后，在上板向下运动过程中，下板正向旋转，下板带动下板单向轴承的内圈和外圈同时正向转动，从而带动旋转轴筒正向旋转，此时由于丝杠单向轴承与下板单向轴承的锁止方向相反，丝杠单向轴承内圈和外圈能够相对转动；在上板向上运动的过程中，滚珠丝杠带动丝杠螺母旋转，丝杠螺母带动丝杠单向轴承的内圈和外圈同时正向旋转，从而带动旋转轴筒继续旋转，且旋转轴筒的旋转方向不变，能够持续进行发电，通过两次发电，提高了发电效率。此时由于丝杠单向轴承与下板单向轴承的锁止方向相反，下板单向轴承的外圈和内圈相对转动。