[发明专利]一种基于列车动能转化的零碳发电装置

权利要求书

1.一种基于列车动能转化的零碳发电装置，安装在列车车厢底部，用以实现对列车二次加装传感器功能，其特征在于，该装置包括用以隔绝灰尘和水汽影响的保护壳(2)以及设置在长方体保护壳(2)内的动能发电结构，所述的保护壳(2)通过阻尼弹簧固定在列车车厢底部并保持水平状态，所述的动能发电结构包括圆柱形的中空柱体(4)、绕设在中空柱体(4)外部的线圈(7)以及在中空柱体(4)内随列车运行状态进行摆动的磁制振动单元，所述的磁制振动单元包括安装在中空柱体(4)内腔的两条滑轨(5)以及通过限位支架(17)在滑轨(5)上实现摆动的磁制滑块(8)，所述的磁制滑块(8)呈长方体状，其上表面和下表面的极性相反，所述的限位支架(17)固定在磁制滑块(8)的两个侧面上，限位支架(17)通过磁制滑块在滑轨(5)上运动，保证磁制 滑块的运动方向处于水平方向，所述的保护壳(2)顶面上还设有一长条磁铁(16)，该长条磁铁(16)的下表面极性与磁制滑块(8)上表面极性相反，用以提供抵消重力的磁吸力以及产生电能的磁场，从而减小或消除磁制滑块(8)的限位支架(17)在滑轨(5)内水平运动的摩擦力，减少能量的损耗，增加发电效率，所述的线圈(7)通过导线(9)连接平波整流器整流后将电能存储到电池组中，所述的电池组用以为ECU、列车二次加装传感器和天线供电，所述的ECU采集线圈(7)生成的电压波动信号并通过天线发送到云端，所述的云端在接收电压波动信号后进而获取列车加速度的变化，并根据列车加速度的变化情况判断列车是否运行正常；

在地铁列车日常运营过程中，出现高频加减速状态，磁制滑块(8)随着列车的走停，实现与长条磁铁(16)的相对运动，从而产生变化的磁场，磁制滑块(8)上部分对应长条磁铁(16)的下部分，两者之间产生磁吸效应，使磁制滑块(8)近似悬浮在保护壳(2)内部，滑轨(5)对磁制滑块(8)起到限位和导向的作用，仅允许磁制滑块(8)左右运用，产生相对变化磁场并减小或消除磁制滑块(8)与滑轨(5)之间接触的摩擦力，降低摩擦力带来的发电损耗，线圈(7)产生的一部分电能通过导线(9)传入平波整流器后，接入电池组中对电能进行储存，为给ECU以及列车的二次加装传感器进行持续有效的长时间供电，另一部分电能传入ECU中，对发电量进行记录通过天线将信号传输到云端并分析得到列车的加减速度的变化；

根据列车的加减速度数据对列车的运行状态进行实时监测，具体为，通过对列车的行驶加减速度、发电电压以及装置的各项参数进行数据集处理，通过LSTM-bp神经网络对数据集进行训练，推导出列车的加减速度与发电电压和各项参数之间的内在关系，将训练好的神经网络对实际安装后获取的数据进行判断，从而实现对列车运行状态的监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于列车动能转化的零碳发电装置，其特征在于，所述的中空柱体(4)两端分别通过固定支点固定在保护壳(2)内部。

3.根据权利要求2所述的一种基于列车动能转化的零碳发电装置，其特征在于，所述的中空柱体(4)的左右连个端面分别通过两个固定支点与保护壳(2)内部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于列车动能转化的零碳发电装置，其特征在于，所述的线圈(7)采用铜制线圈。

5.根据权利要求1所述的一种基于列车动能转化的零碳发电装置，其特征在于，所述的保护壳(2)顶面通过两个并排设置的阻尼弹簧与列车车厢底部连接，列车运行方向上的前后两面各通过一个阻尼弹簧与列车车厢底部连接。