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CN105119523A - 弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置 - Google Patents

弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置 Download PDF

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CN105119523A
CN105119523A CN201510557376.7A CN201510557376A CN105119523A CN 105119523 A CN105119523 A CN 105119523A CN 201510557376 A CN201510557376 A CN 201510557376A CN 105119523 A CN105119523 A CN 105119523A
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CN
China
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energy storage
resonance energy
small box
box
drive rod
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Pending
Application number
CN201510557376.7A
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English (en)
Inventor
王明飞
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Beijing Institute of Graphic Communication
Original Assignee
Beijing Institute of Graphic Communication
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Publication date
Application filed by Beijing Institute of Graphic Communication filed Critical Beijing Institute of Graphic Communication
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

一种弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置，该减震装置通过主减震弹簧和辅减震弹簧构成了地铁列车的两级减震机构，同时通过行程变换机构和共振压电机构构成了地铁列车的自发电系统，即节约了能源又降低了地铁运营成本。

Description

弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置
技术领域：
本发明涉及一种地铁列车减震发电技术，特别是一种弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置，该装置通过共振储能机电转换将城市地铁列车运行中的震动动能转换为电能，为城市地铁列车车箱内照明提供电能，可降低城市地铁列车运营成本，节能环保。
背景技术：
城市地铁是城市交通中重要的基础设施，是社会经济正常运行的必要基础，是缓解交通拥堵、满足社会经济发展和居民出行需求的重要手段。
随着国民经济的快速发展以及城市居民出行需求的日益增长，各大城市都加快了公共交通的发展速度。但是由于地铁运量大，其耗电总量十分巨大，并且电力是地铁消耗的最主要能源，地铁供电通常来自城市电网，通过地铁供电系统实现变换和传输。其电力能耗主要分为列车运行牵引电能和车厢照明设备所消耗的电能两部分。
在当前我国建设节约型社会的大背景下，如何建设节能型轨道交通系统已经成为轨道交通系统规划设计与建设管理中的一个重要研究课题。也是行业发展的方向和追求的目标。
由于城市地铁是在地下运行，车厢的照明设备需要24小时不间断供电，如果能将地铁列车运行中多余的动能转换为电能，为车厢的照明设备提供电能，将为国家节约大量的电能，即节能环保，又可降低城市地铁运营成本。
发明内容:
为了节约能源和降低城市地铁运营耗电量和运营成本，建设节能型轨道交通系统,本发明针对城市地铁列车现有减震技术存在的不足，对现有减震技术进行了改进,提出了一种弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置，它即可以实现地铁列车运行中的减震功能，又可将列车运行中的震动动能转化为电能为列车车厢照明提供电能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在一个长方形箱体的上部安装了多个结构、各项尺寸和工作过程相同的共振储能二次减震机构，各共振储能二次减震机构整齐排列在长方形箱体内，在长方形箱体的外侧设置有一个长方形上承压板和一个长方形下承压板，在上承压板和下承压板之间安装有多个主减震弹簧，
各共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个辅减震弹簧、一个共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体的上方，共振压电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的底部和长方形箱体之间，
各共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个箱体连接板和一个箱体连接杆构成，主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与箱体连接杆的上端相连接，箱体连接杆的下端通过第六连接轴与箱体连接板的上端相连接，箱体连接板的下端安装在小箱体的上端，
各共振储能二次减震机构的共振压电机构都由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一共振弹簧构成，
第一共振弹簧的上端安装在小箱体的上面，第一共振弹簧的下端与振动滑块的上端相连接，振动滑块的下端与压电陶瓷片的中部相连接，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上，
当地铁列车的振动施加在上承压板时，列车的一部分压力通过上承压板传递到主减震弹簧上，列车的另一部分压力通过各共振储能二次减震机构的行程变换机构的主驱动杆、驱动连接杆、辅驱动杆、箱体连接板、箱体连接杆和小箱体传递到各共振储能二次减震机构的辅减震弹簧上，上承压板的上下移动幅度通过行程变换机构的行程幅度放大，带动各共振储能二次减震机构的小箱体大幅度的上下震动，并通过小箱体内的振动滑块带动压电陶瓷片大幅度的震动，上述振动不断的进行下去，压电陶瓷片的两个电极不断的输出交变电流，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能，
本发明的有益效果是：通过主减震弹簧和辅减震弹簧构成了地铁列车的两级减震机构，同时通过行程变换机构和共振压电机构构成了地铁列车的自发电系统，即节约了能源又降低了地铁运营成本。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构俯视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
具体实施方式：
在图1、图2和图3中，在长方形箱体9的上部安装了7个结构、各项尺寸和工作过程相同的共振储能二次减震机构，各共振储能二次减震机构整齐排列在长方形箱体9内，在长方形箱体9的外侧设置有长方形上承压板10和长方形下承压板11，在上承压板10和下承压板11之间安装有主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4，
第一个共振储能二次减震机构由小箱体2-2、辅减震弹簧2-10、一个共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体2-2的上方，共振压电机构设置在小箱体2-2内，辅减震弹簧2-10安装在小箱体2-2的底部和长方形箱体9之间，
在图1和图2中，第一个共振储能二次减震机构的行程变换机构由主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5、箱体连接板2-3和箱体连接杆1-11构成，主驱动杆1-1的一端与上承压板10相连接，主驱动杆1-1的中部通过第一连接轴1-2与设置在长方形箱体9上部的第一支撑柱1-3相连接，主驱动杆1-1的另一端通过第二连接轴1-4与驱动连接杆1-5的上端相连接，驱动连接杆1-5的下端通过第三连接轴1-6与辅驱动杆1-7的一端相连接，辅驱动杆1-7的中部通过第四连接轴1-8与安装在长方形箱体9上部的第二支撑柱1-9相连接，辅驱动杆1-7的另一端通过第五连接轴1-10与箱体连接杆1-11的上端相连接，箱体连接杆1-11的下端通过第六连接轴2-1与箱体连接板2-3的上端相连接，箱体连接板2-3的下端安装在小箱体2-2的上端，
在图2中，第一个共振储能二次减震机构的共振压电机构由振动滑块2-6、压电陶瓷片2-7、第一共振弹簧2-4构成，第一共振弹簧2-4的上端安装在小箱体2-2的上面，第一共振弹簧2-4的下端与振动滑块2-6的上端相连接，振动滑块2-6的下端与压电陶瓷片2-7的中部相连接，压电陶瓷片2-7的两端安装在小箱体2-2上，
当地铁列车的振动施加在上承压板10时，列车的一部分压力通过上承压板10传递到主减震弹簧8-1、主减震弹簧8-2、主减震弹簧8-3和主减震弹簧8-4上，列车的另一部分压力通过由主驱动杆1-1、辅驱动杆1-7、驱动连接杆1-5、箱体连接杆1-11、箱体连接板2-3构成的行程变换机构和小箱体2-2传递到辅减震弹簧2-10上，上承压板10的上下移动通过上述行程变换机构的行程幅度放大，带动小箱体2-2大幅度的上下震动，并通过小箱体2-2内的振动滑块2-6带动压电陶瓷片2-7大幅度的震动，上述振动不断的进行下去，压电陶瓷片2-7的两个电极不断的输出交变电流，通过上述过程将地铁列车的振动动能转化为电能。

Claims (1)

1.一种弹簧阻尼共振储能压电形变城市地铁列车减震发电装置，由一个长方形箱体、一个长方形上承压板、一个长方形下承压板、多个主减震弹簧构成，其特征是：各共振储能二次减震机构的结构、各项尺寸和工作过程相同，各共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个辅减震弹簧、一个共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体的上方，共振压电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的底部和长方形箱体之间，多个主减震弹簧安装在上承压板和下承压板之间，
各共振储能二次减震机构都由一个小箱体、一个辅减震弹簧、一个共振压电机构和一个行程变换机构构成，行程变换机构设置在小箱体的上方，共振压电机构设置在小箱体内，辅减震弹簧安装在小箱体的底部和长方形箱体之间，
各共振储能二次减震机构的行程变换机构都由一个主驱动杆、一个辅驱动杆、一个驱动连接杆、一个箱体连接板和一个箱体连接杆构成，主驱动杆的一端与上承压板相连接，主驱动杆的中部通过第一连接轴与设置在长方形箱体上部的第一支撑柱相连接，主驱动杆的另一端通过第二连接轴与驱动连接杆的上端相连接，驱动连接杆的下端通过第三连接轴与辅驱动杆的一端相连接，辅驱动杆的中部通过第四连接轴与安装在长方形箱体上部的第二支撑柱相连接，辅驱动杆的另一端通过第五连接轴与箱体连接杆的上端相连接，箱体连接杆的下端通过第六连接轴与箱体连接板的上端相连接，箱体连接板的下端安装在小箱体的上端，
各共振储能二次减震机构的共振压电机构都由一个振动滑块、一个压电陶瓷片、第一共振弹簧构成，
第一共振弹簧的上端安装在小箱体的上面，第一共振弹簧的下端与振动滑块的上端相连接，振动滑块的下端与压电陶瓷片的中部相连接，压电陶瓷片的两端安装在小箱体上。
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Application publication date: 20151202