[发明专利]一种带有发电装置的智能减速带及其控制方法

摘要

本发明提供了一种带有发电装置的智能减速带及其控制方法，包括减速带机构、能量转换机构、连杆传动机构、离合机构、齿轮增速传动机构和控制系统；控制系统根据即将通过减速带的车辆的速度控制离合机构的接合和分离；当车速大于限速时，离合机构接合，车轮作用于减速带机构的能量通过连杆传动机构、离合机构和齿轮增速传动机构驱动能量转换机构发电；当车速小于等于限速时，离合机构分离，减速带的下降运动只需克服复位弹簧的弹力和装置的摩擦力而不再驱动能量转换机构发电。本发明实现了对车辆通过减速带时部分震动冲击能量的回收利用，同时保证了车辆低速通过减速带时的舒适性。

主权项

1.一种带有发电装置的智能减速带，其特征在于，包括减速带机构、能量转换机构、连杆传动机构、离合机构、齿轮增速传动机构和控制系统；所述减速带机构包括基座(1)、前盖板(2)、上盖板(3)、后盖板(4)、导杆(5)和复位弹簧(6)；所述基座(1)安装在路面上；所述基座(1)的上表面与路面在同一水平位置；所述前盖板(2)、上盖板(3)和后盖板(4)依次铰接；所述前盖板(2)和所述后盖板(4)与所述基座(1)接触的一边装有滚轮；所述滚轮用于减小前盖板(2)和后盖板(4)运动时与基座(1)之间的摩擦力；所述前盖板(2)和所述后盖板(4)的两端装有销；所述销与所述滚轮同轴，且穿过所述基座(1)上的条形通孔，用于限制所述前盖板(2)和所述后盖板(4)的运动，避免所述前盖板(2)和所述后盖板(4)未铰接的一端弹起；所述导杆(5)固定安装于所述上盖板(3)，并穿过所述基座(1)；所述导杆(5)用于限制所述上盖板(3)的运动方向和上极限位置；所述复位弹簧(6)安装在所述上盖板(3)与所述基座(1)之间，并与所述导杆(5)同轴布置；所述复位弹簧(6)处于压缩状态，用于使所述智能减速带在被车轮碾压之后复位；所述能量转换机构包括发电机(22)和飞轮(23)；所述发电机(22)用于将动能转化为电能；所述飞轮(23)用于将部分动能存储起来，并驱动所述发电机(22)发电；所述连杆传动机构包括连杆一(7)、连杆二(8)、连杆三(9)和连杆四(10)；所述连杆一(7)、连杆二(8)、连杆三(9)和连杆四(10)依次铰接；所述连杆一(7)的另一端与所述上盖板(3)铰接；所述连杆二(8)可转动的安装在所述基座(1)上，用于将所述连杆一(7)的运动放大和改变方向，并将运动传递给所述连杆三(9)；所述连杆三(9)应保证，在所述连杆四(10)相对所述基座(1)的运动为直线平移运动时，所述连杆传动机构的运动不会发生干涉；所述连杆四(10)通过移动副与所述基座(1)连接；所述连杆四(10)的另一端与所述离合机构铰接；所述离合机构包括离合连杆(11)、齿条(12)、操纵杆(13)和离合弹簧(14)；所述离合连杆(11)与所述连杆四(10)铰接；所述齿条(12)与所述齿轮增速传动机构啮合，且所述齿条(12)的长度应保证，所述齿条(12)在运动时与所述齿轮增速传动机构始终保持啮合；所述离合连杆(11)上有通孔和条形孔；所述齿条(12)上有销；所述离合连杆(11)的安装位置和所述齿条(12)的初始位置应保证，在所述减速带机构上盖板(3)位于上极限位置时，所述齿条(12)的销可以穿过所述离合连杆(11)的通孔；所述离合机构为接合状态时，所述销穿过所述通孔，所述离合连杆(11)的运动将传递给所述齿条(12)；所述离合机构为分离状态时，所述销与所述通孔分离，所述离合连杆(11)的运动不再传动给所述齿条(12)；所述操纵杆(13)用于控制所述离合连杆(11)的角度，即控制所述销与所述通孔的相对位置，实现所述离合机构的接合和分离；所述操纵杆(13)穿过所述离合连杆(11)的条形孔，并利用滚轮减小所述操纵杆(13)与所述离合连杆(11)之间的摩擦力；所述滚轮有四个，均安装在所述操纵杆(13)上，装配时所述滚轮分别位于所述离合连杆(11)的两面和所述离合连杆(11)条形孔的两侧；所述条形孔同侧的两个所述滚轮之间的距离应大于所述离合连杆(11)的厚度，且在所述操纵杆(13)处于极限位置时，所述离合连杆(11)的两面不会同时与两个所述滚轮接触；所述离合连杆(11)的长度、所述离合连杆(11)条形孔的长度和所述操纵杆(13)的安装位置应保证，所述离合连杆(11)和所述操纵杆(13)的运动不会发生干涉；所述操纵杆(13)由所述控制系统进行控制，即由所述控制系统控制所述离合机构的接合和分离；所述离合弹簧(14)安装在所述操纵杆(13)与所述基座(1)之间，并与所述操纵杆(13)同轴布置；所述离合弹簧(14)处于压缩状态；所述齿轮增速传动机构包括单向离合器(19)、双联齿轮(20)和发电机齿轮(21)，用于将离合机构传递过来的往复运动转化为单向转动，并在增速之后，将运动传递给能量转换机构；所述单向离合器(19)上有齿轮一和齿轮二；所述齿轮一与所述离合机构的齿条(12)啮合；所述齿轮二与所述双联齿轮(20)的小齿轮啮合；所述离合机构为接合状态，当所述上盖板(3)下降时，所述单向离合器(19)处于接合状态，当所述上盖板(3)上升时，所述单向离合器(19)处于分离状态；所述双联齿轮(20)的大齿轮与所述发电机齿轮(21)啮合；所述发电机齿轮(21)固定安装在所述发电机(22)的转轴上；所述控制系统包括信息采集单元、控制单元和执行机构；所述执行机构包括滚珠丝杆(15)和电机(16)；所述电机(16)固定安装在所述基座(1)上，用于驱动所述滚珠丝杆(15)螺杆转动；所述滚珠丝杆(15)的螺母与所述离合机构的操纵杆(13)固连；所述信息采集单元包括测速摄像头和行程开关；所述测速摄像头用于测量即将通过减速带的车辆的速度，并将车速信息传递给所述控制单元；所述行程开关有行程开关一(17)和行程开关二(18)，用于限制所述滚珠丝杆(15)螺母的行程，并将开关信号传递给所述控制单元；所述控制单元包括输入模块、运算模块、电机控制模块和输出模块；所述输入模块接收所述信息采集单元检测的车速信息和行程开关发出的信号；所述运算模块根据车速信息判断车辆的速度是否超过限速，根据行程开关发出的信号判断所述滚珠丝杆(15)螺母是否位于上极限位置或下极限位置，即所述离合机构的状态，并将判定结果传递给所述电机控制模块；所述电机控制模块根据运算模块的判定结果生成电机控制指令，并将生成的控制指令送到所述输出模块；所述输出模块与所述电机(16)连接，控制所述电机(16)工作。