軸對稱彈性形變儲能壓電變換城市地鐵列車減震發(fā)電裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種地鐵列車減震發(fā)電應(yīng)用技術(shù)，特別是一種軸對稱彈性形變儲能壓電變換城市地鐵列車減震發(fā)電裝置，該裝置通過共振儲能機(jī)電轉(zhuǎn)換將城市地鐵列車運(yùn)行中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，為城市地鐵列車車箱內(nèi)照明提供電能，可降低城市地鐵列車運(yùn)營成本，節(jié)能環(huán)保。
[0002]【背景技術(shù)】:
城市地鐵是城市交通中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行的必要基礎(chǔ)，是緩解交通擁堵、滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民出行需求的重要手段。
[0003]隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市居民出行需求的日益增長，各大城市都加快了公共交通的發(fā)展速度。但是由于地鐵運(yùn)量大，其耗電總量十分巨大，并且電力是地鐵消耗的最主要能源，地鐵供電通常來自城市電網(wǎng)，通過地鐵供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變換和傳輸。其電力能耗主要分為列車運(yùn)行牽引電能和車廂照明設(shè)備所消耗的電能兩部分。
[0004]在當(dāng)前我國建設(shè)節(jié)約型社會的大背景下，如何建設(shè)節(jié)能型軌道交通系統(tǒng)已經(jīng)成為軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)管理中的一個重要研究課題。也是行業(yè)發(fā)展的方向和追求的目標(biāo)。
[0005]由于城市地鐵是在地下運(yùn)行，車廂的照明設(shè)備需要24小時不間斷供電，如果能將地鐵列車運(yùn)行中多余的動能轉(zhuǎn)換為電能，為車廂的照明設(shè)備提供電能，將為國家節(jié)約大量的電能，即節(jié)能環(huán)保，又可降低城市地鐵運(yùn)營成本。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
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為了節(jié)約能源和降低地鐵運(yùn)營耗電量和運(yùn)營成本，建設(shè)節(jié)能型軌道交通系統(tǒng)，本發(fā)明針對城市地鐵列車現(xiàn)有減震技術(shù)存在的不足，對現(xiàn)有減震技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種軸對稱彈性形變儲能壓電變換城市地鐵列車減震發(fā)電裝置，它即可以實(shí)現(xiàn)地鐵列車運(yùn)行中的減震功能，又可將列車運(yùn)行中的震動動能轉(zhuǎn)化為電能為列車車廂照明提供電能。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一個城市地鐵列車減震發(fā)電裝置由兩個結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同的長方形減震發(fā)電機(jī)構(gòu)和一個長方形主減振機(jī)構(gòu)構(gòu)成，兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)對稱的設(shè)置在主減振機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，
主減振機(jī)構(gòu)由一個長方形上承壓板、一個長方形下承壓板和多個主減震彈簧構(gòu)成，主減震彈簧設(shè)置在上承壓板和下承壓板之間，
兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)都由一個長方形箱體和多個結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同的彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)構(gòu)成，兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)通過下承壓板連接在一起，
各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)都由一個行程變換機(jī)構(gòu)、兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長方形箱體的上端，兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長方形箱體內(nèi)，兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)對稱的位于行程變換機(jī)構(gòu)的下方，
兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同，兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同， 地鐵列車的振動施加在上承壓板，列車的一部分壓力通過上承壓板傳遞到主減振機(jī)構(gòu)上，列車的另一部分壓力對稱的分布在位于主減振機(jī)構(gòu)兩側(cè)的兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)上，上述結(jié)構(gòu)設(shè)置即可吸收列車縱向震動，還可減少列車橫向振動，
各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)都由一個主驅(qū)動桿、一個輔驅(qū)動桿、一個驅(qū)動連接桿、長齒條連接板、一個長齒條、一個彈簧桿、一個彈簧桿連接柱、一個擺動彈簧和一個彈簧座構(gòu)成，主驅(qū)動桿的一端與上承壓板相連接，主驅(qū)動桿的中部通過第一連接軸與設(shè)置在長方形箱體上部的第一支撐柱相連接，主驅(qū)動桿的另一端通過第二連接軸與驅(qū)動連接桿的上端相連接，驅(qū)動連接桿的下端通過第三連接軸與輔驅(qū)動桿的一端相連接，輔驅(qū)動桿的中部通過第四連接軸與安裝在長方形箱體上部的第二支撐柱相連接，輔驅(qū)動桿的另一端通過第五連接軸與長齒條連接板的中部相連接，
長齒條的上端通過齒條連接軸安裝在長齒條連接板的下面，彈簧座安裝在長齒條連接板的下面，擺動彈簧設(shè)置在長齒條的上端和彈簧座之間，
長齒條的下端通過第六連接軸與彈簧桿的上端相連接，彈簧桿的下端通過第七連接軸與彈簧桿連接柱相連接，彈簧桿連接柱安裝在長方形箱體的下面，
彈簧桿由一個外彈簧帽、一個內(nèi)彈簧帽、一個內(nèi)彈簧、外帽連接桿和內(nèi)帽連接桿構(gòu)成，外彈簧帽扣在內(nèi)彈簧帽上，內(nèi)彈簧設(shè)置在內(nèi)彈簧帽內(nèi)，外帽連接桿與外彈簧帽相連接，內(nèi)帽連接桿與內(nèi)彈簧帽相連接，
各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)都由一個主驅(qū)動齒輪、一個輔驅(qū)動齒輪、一個輔驅(qū)動齒輪套管、一個轉(zhuǎn)向控制器、蝸卷彈簧、第一塔齒輪、第二塔齒輪構(gòu)成，
第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸和第三驅(qū)動軸相互平行的固定安裝在長方形箱體上，
轉(zhuǎn)向控制器內(nèi)設(shè)置有第一推力彈簧、第二推力彈簧、第一轉(zhuǎn)向控制齒和第二轉(zhuǎn)向控制齒，第一推力彈簧和第一轉(zhuǎn)向控制齒串接在轉(zhuǎn)向控制器的上端，第二推力彈簧和第二轉(zhuǎn)向控制齒串接在轉(zhuǎn)向控制器的下端，
第一驅(qū)動軸穿過主驅(qū)動齒輪中心所開圓孔與主驅(qū)動齒輪光滑的相連接，主驅(qū)動齒輪可繞第一驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，
轉(zhuǎn)向控制器設(shè)置在主驅(qū)動齒輪一側(cè)，轉(zhuǎn)向控制器的中部固定安裝在第一驅(qū)動軸上，轉(zhuǎn)向控制器的轉(zhuǎn)向控制齒從轉(zhuǎn)向控制器上下兩端伸出并與主驅(qū)動齒輪的內(nèi)齒彈性的相嚙合，轉(zhuǎn)向控制器可控制主驅(qū)動齒輪單方向轉(zhuǎn)動，
輔驅(qū)動齒輪套管穿過輔驅(qū)動齒輪中心所開圓孔與輔驅(qū)動齒輪軸線相互重合的固定安裝在輔驅(qū)動齒輪的中心位置上，輔驅(qū)動齒輪套管可轉(zhuǎn)動的套在第一驅(qū)動軸上，
蝸卷彈簧安裝在主驅(qū)動齒輪另一側(cè)，蝸卷彈簧的一端通過第一插銷固定安裝在主驅(qū)動齒輪的內(nèi)側(cè)，蝸卷彈簧的另一端通過第二插銷固定安裝在輔驅(qū)動齒輪套管上，
長齒條的中部通過彈簧桿與主驅(qū)動齒輪彈性的相嚙合，長齒條向下運(yùn)動時長齒條的中部可在彈簧桿推動下與主驅(qū)動齒輪彈性的相嚙合，長齒條向上運(yùn)動時長齒條的中部可在擺動彈簧的推動下與主驅(qū)動齒輪脫開，
第一塔齒輪可轉(zhuǎn)動的安裝在第二驅(qū)動軸上，第二塔齒輪可轉(zhuǎn)動的安裝在第三驅(qū)動軸上，輔驅(qū)動齒輪與第一塔齒輪的小齒輪相嚙合，第一塔齒輪的大齒輪與第二塔齒輪的小齒輪相嚙合，第四驅(qū)動軸固定安裝在第二塔齒輪的大齒輪邊緣上，第四驅(qū)動軸與第二塔齒輪垂直， 各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)都由一個往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動桿、一個驅(qū)動滑塊、一個壓電陶瓷片、第一個連接板、第二個連接板和支撐架構(gòu)成，
第一個連接板和第二個連接板安裝在支撐架上，支撐架安裝在長方形箱體上，壓電陶瓷片的一端連接在第一個連接板上，壓電陶瓷片的另一端連接在第二個連接板上，往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動桿的一端可轉(zhuǎn)動的安裝在第四驅(qū)動軸上，往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動桿的另一端通過第五驅(qū)動軸可轉(zhuǎn)動的安裝在驅(qū)動滑塊的下端，驅(qū)動滑塊與壓電陶瓷片的中部相連接，
當(dāng)?shù)罔F列車的振動施加在上承壓板時，列車的一部分壓力通過上承壓板傳遞到主減振彈簧上，列車的另一部分壓力通過各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動桿、驅(qū)動連接桿、輔驅(qū)動桿、長齒條連接板和長齒條傳遞到各彈性儲能機(jī)構(gòu)的主驅(qū)動齒輪上，上承壓板的上下移動幅度通過行程變換機(jī)構(gòu)的行程幅度放大，帶動長齒條大幅度的上下振動，并通過長齒條、彈簧桿、擺動彈簧和轉(zhuǎn)向控制器帶動主驅(qū)動齒輪單向轉(zhuǎn)動旋緊蝸卷彈簧，將地鐵列車的振動動能轉(zhuǎn)化為蝸卷彈簧的彈性勢能存儲在蝸卷彈簧中，
蝸卷彈簧通過輔驅(qū)動齒輪套管驅(qū)動輔驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，并通過輔驅(qū)動齒輪、第一塔齒輪、第二塔齒輪和往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動桿帶動驅(qū)動滑塊上下移動，并通過驅(qū)動滑塊帶動壓電陶瓷片大幅度的上下振動，上述振動不斷的進(jìn)行下去，壓電陶瓷片兩個電極不斷的輸出交變電流，通過上述過程將地鐵列車的振動動能轉(zhuǎn)化為電能，
本發(fā)明的有益效果是:通過主減震彈簧構(gòu)成了地鐵列車的減震機(jī)構(gòu)，同時通過減震發(fā)電機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)構(gòu)成了地鐵列車的自發(fā)電系統(tǒng)，即節(jié)約了能源又降低了地鐵運(yùn)營成本。
[0008]【附圖說明】:
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的A-A剖視圖。
[0011 ] 圖3是本發(fā)明的B-B剖視圖。
[0012]圖4是本發(fā)明的C-C剖視圖。
[0013]圖5是本發(fā)明的D-D剖視圖。
[0014]圖6是本發(fā)明的E-E剖視圖。
[0015]圖7是本發(fā)明的F-F剖視圖。
[0016]圖8是本發(fā)明的G-G剖視圖。
[0017]圖9是本發(fā)明的H-H剖視圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
在圖1、圖3和圖4中，城市地鐵列車減震發(fā)電裝置由兩個結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同的長方形減震發(fā)電機(jī)構(gòu)和一個長方形主減振機(jī)構(gòu)構(gòu)成，兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)對稱的設(shè)置主減振機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，
主減振機(jī)構(gòu)由一個長方形上承壓板10、一個長方形下承壓板11、主減震彈簧8-1、主減震彈簧8-2、主減震彈簧8-3和主減震彈簧8-4構(gòu)成，主減震彈簧8-1、主減震彈簧8_2、主減震彈簧8-3和主減震彈簧8-4設(shè)置在上承壓板10和下承壓板11之間，兩個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)通過下承壓板11連接在一起，
第一個減震發(fā)電機(jī)構(gòu)由7個設(shè)置在長方形箱體9內(nèi)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同的彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)構(gòu)成，各彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)都由一個行程變換機(jī)構(gòu)、兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)構(gòu)成，
在圖1、圖2和圖3中，第一個彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長方形箱體9的上端，兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)設(shè)置在長方形箱體9內(nèi)，兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)對稱的位于行程變換機(jī)構(gòu)的下方，兩個彈性儲能機(jī)構(gòu)和兩個機(jī)電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和工作過程相同，
第一個彈簧儲能二次減震機(jī)構(gòu)的行程變換機(jī)構(gòu)由主驅(qū)動桿1-1、驅(qū)動連接桿1-5、輔驅(qū)動桿1-7、長齒條連接板1-11-1、長齒條1-11、彈簧桿1-13、彈簧桿連接柱5、擺動彈簧1_16和彈簧座1-15構(gòu)成，主驅(qū)動桿1-1的一端與上承壓板10相連接，主驅(qū)動桿1-1的中部通過第一連接軸1-2與設(shè)置在長方形箱體9上部的第一支撐柱1-3相連接，主驅(qū)動桿1-1的另一端通過第二連接軸1-4與驅(qū)動連接桿1-5的上端相連接，驅(qū)動連接桿1-5的下端通過第三連接軸1-6與輔驅(qū)動桿1-7的一端相連接，輔驅(qū)動桿1-7的中部通過第四連接軸1-8與安裝在長方形箱體9上部的第二支撐柱1-9相連接，輔驅(qū)動桿1-7的另一端通過第五連接軸1-10與長齒條連接板1-11-1的中部相連接，
長齒條1-11的上端通過齒條連接軸1-11-2安裝在長齒條連接板1-11-1的下面，彈簧座1-15安裝在長齒條連接板1-11-1的下面，擺動彈簧1-16設(shè)置在長齒條1-11的上端和長齒條連接板