[实用新型]一种轨道振动能量回收装置

说明书

本实用新型公开了一种轨道振动能量回收装置，包括：压电发电装置、振动耦合机构、机械传动发电装置、能量采集和存储装置。所述压电发电装置用于通过压电材料将第一机械振动能转换成压电电能输出；所述振动耦合机构用于将压电发电装置转换后剩余的第一机械振动能传导输出；所述机械传动发电装置用于将振动耦合机构输出的第二机械振动能转换成机械电能输出；所述能量采集和存储装置分别与所述压电发电装置和所述机械传动发电装置电性连接，用于采集并储存所述压电电能输出和所述机械电能输出。本实用新型中的压电发电装置和机械传动发电装置并行工作，实现了对机械振动能量的梯级利用以及机械振动能量收集方式的多样化，避免了轨道振动能量的浪费。

技术领域

本实用新型涉及轨道交通设备技术领域，特别涉及一种轨道振动能量回收装置。

背景技术

轨道列车具有载重大、运行速度快的特点，由于列车在运行时持续碾压铁轨，使得铁轨始终处于加载和卸载的往复循环状态。而现实中的轨道并不完全是刚性的，轨道不平顺等因素激励并诱发了轨道各个结构层内不同程度的振动，这些振动产生的能量大部分被钢轨、轨枕以及路基所吸收，造成这些能量被浪费掉。

现有的轨道振动能量回收装置，如专利CN2020101492634公开的一种基于空间X型机构的铁路轨道振动能量收集装置，该装置设有上下承压板和连接在上下承压板之间的两个球副，上承压板受到的压力使两个球副带动下承压板作旋转运动，下承压板进而带动旋转轴筒旋转，在旋转轴筒外侧连接有传动齿轮，传动齿轮与发电装置的输入轴连接，以此实现将机械能转化为电能。但是，该装置整体零部件过多，导致可靠性较低，并且能量的收集效率也比较低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种能量收集效率高的轨道振动能量回收装置。

根据本实用新型提供的一种轨道振动能量回收装置，包括：压电发电装置、振动耦合机构、机械传动发电装置、能量采集和存储装置。所述压电发电装置用于通过压电材料将第一机械振动能转换成压电电能输出；所述振动耦合机构用于将所述压电发电装置转换后剩余的第一机械振动能传导输出；所述机械传动发电装置用于将所述振动耦合机构输出的第二机械振动能转换成机械电能输出；所述能量采集和存储装置分别与所述压电发电装置和所述机械传动发电装置电性连接，用于采集并储存所述压电电能输出和所述机械电能输出。

根据本实用新型上述实施例的轨道振动能量回收装置，至少具有如下有益效果：压电发电装置和机械传动发电装置并行工作，实现了对机械振动能量的梯级利用，大大提高了装置的能量收集效率，在实现了轨道振动能量回收再利用的同时，避免了轨道振动能量的浪费；此外两种发电装置所产生的电能，通过能量采集和存储装置进行采集和存储，可用于轨道旁的电子设备的供能，或者用于充当站台公共设施的应急备用电源，具有很强的实用性。

根据本实用新型的一些实施例，所述压电发电装置包括第一壳体、设于所述第一壳体内的多组压电振子，所述压电振子的输出端与所述能量采集和存储装置的输入端电性连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述压电振子为Cymbal钹型压电振子。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一壳体为半球形，所述第一壳体内部沿其高度方向至少设有两块绝缘托盘，所述压电振子对应安装在各所述绝缘托盘的上下端面上。

根据本实用新型的一些实施例，所述绝缘托盘的上下端面沿其周向等分成多个扇形安装区域，所述压电振子呈阵列式安装在各所述扇形安装区域内。

根据本实用新型的一些实施例，同一块所述绝缘托盘的上端面上的各所述压电振子的极化方向相同，同一块所述绝缘托盘的下端面上的各所述压电振子的极化方向与上端面上的所述压电振子的极化方向相同，相邻所述绝缘托盘之间上下相邻的所述压电振子的极化方向相反，相邻所述绝缘托盘之间上下相邻的所述压电振子的钹型金属帽通过导电介质连接，各所述绝缘托盘同一端面上相邻的所述压电振子的钹型金属帽通过导线连接，各所述压电振子并联连接在一起。