鐵路遠程監(jiān)測氣體儲能雙缸往復(fù)震動壓電轉(zhuǎn)換質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種氣動質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)，特別是一種鐵路遠程監(jiān)測氣體儲能雙缸往復(fù)震動壓電轉(zhuǎn)換質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，該裝置通過氣體儲能機電轉(zhuǎn)換將鐵路列車質(zhì)量的震動動能轉(zhuǎn)換為電能，為設(shè)置在鐵路線路上的安全遠程監(jiān)測設(shè)備提供電能。
【背景技術(shù)】
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[0002]地鐵是交通運輸中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會經(jīng)濟正常運行的必要基礎(chǔ)，隨著京津、京滬、武廣、滬杭、滬寧等高速鐵路建設(shè)開通，我國已經(jīng)跨入了高鐵時代，在高速鐵路建設(shè)不斷向前推進時，保障鐵路運營的安全也受到極高的關(guān)注，采取有效的遠距離、大范圍、無障礙、不間斷、多功能晝夜監(jiān)控成為鐵路管理部門需要實施的一個問題，
[0003]鐵路運營遠程監(jiān)測可分為機車運行狀態(tài)遠程監(jiān)控和鐵路線路狀況遠程監(jiān)控，鐵路線路狀況遠程監(jiān)控可以為鐵路運營提供鐵路路況、突發(fā)事故、山體滑坡、橋區(qū)安全、隧道安全、機車安全等遠程監(jiān)控信息，為了確保鐵路運營安全，線路狀況遠程監(jiān)控設(shè)備必須24小時全天候晝夜運行，
[0004]然而，遠程監(jiān)控設(shè)備大多設(shè)在的偏遠山區(qū)，即遠離城市也遠離國家電網(wǎng)，不能利用國家電網(wǎng)提供能量，同時利用儲電設(shè)備提供能量又需要人力經(jīng)常觀察和定期更換儲電設(shè)備，不能及時的觀察和更換儲電設(shè)備，也會使遠程監(jiān)控設(shè)備無法正常工作，為鐵路運營帶來安全隱患，
[0005]因此，為遠程監(jiān)控設(shè)備的正常運行提供不間斷的充足的能量，是保障鐵路線路狀況遠程監(jiān)控急需解決的一個問題，列車行駛中幾百噸質(zhì)量震動動能是十分巨大的，將這部分能量提取出來，就可以不間斷的為遠程監(jiān)控設(shè)備的正常運行提供能量，

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]為了將列車行駛中大質(zhì)量的震動動能提取出來，將質(zhì)量的震動動能轉(zhuǎn)換電能，為線路狀況遠程監(jiān)控設(shè)備提供能量，本發(fā)明提出了一種鐵路遠程監(jiān)測氣體儲能雙缸往復(fù)電磁轉(zhuǎn)換質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，它可將列車運行中的震動動能轉(zhuǎn)化為電能。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一個由箱體、兩個行程變換機構(gòu)、兩個壓力儲能機構(gòu)、一個高壓儲氣腔和一個氣動發(fā)電機構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，行程變換機構(gòu)、壓力儲能機構(gòu)、高壓儲氣腔和氣動發(fā)電機構(gòu)都設(shè)置在箱體內(nèi)，
[0008]兩個行程變換機構(gòu)對稱的安裝在箱體的上部，兩個壓力儲能機構(gòu)對稱的安裝在行程變換機構(gòu)的下面，高壓儲氣腔安裝在兩個壓力儲能機構(gòu)的下面，氣動發(fā)電機構(gòu)安裝在高壓儲氣腔的下面，
[0009]兩個行程變換機構(gòu)和兩個壓力儲能機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項尺寸和工作過程相同，
[0010]第一個行程變換機構(gòu)由一個主驅(qū)動桿、一個輔驅(qū)動桿、一個驅(qū)動連接桿和一個活塞連接桿構(gòu)成，主驅(qū)動桿的一端設(shè)置在一條鐵軌的下方，主驅(qū)動桿的中部通過第一連接軸與設(shè)置在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活塞連接桿的上端相連接，活塞連接桿的下端通過第六連接軸與氣缸活塞相連接，
[0011]第一個壓力儲能機構(gòu)由一個氣缸、一個氣缸活塞、一個單向通氣閥門、一個輔減震彈簧構(gòu)成，輔減震彈簧和氣缸活塞設(shè)置在氣缸內(nèi)，輔減震彈簧安裝在氣缸的底部和氣缸活塞之間，氣缸的底部通過單向通氣閥與高壓儲氣腔相通，
[0012]單向通氣閥門由一個閥門殼體、一個橡膠塞和一個壓力彈簧構(gòu)成，閥門殼體的上部設(shè)置有一個閥門進氣孔，閥門殼體的下部設(shè)置有一個閥門出氣孔，壓力彈簧和橡膠塞設(shè)置在閥門殼體內(nèi)部，壓力彈簧安裝在閥門殼體的底部與橡膠塞之間，在氣缸內(nèi)的氣體作用下通過壓力彈簧和橡膠塞可打開和關(guān)閉閥門進氣孔，
[0013]氣動發(fā)電機構(gòu)由往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)一、往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)二、一個磁體連接桿、一個壓電陶瓷片組構(gòu)成，往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)一設(shè)置在箱體的一側(cè)，往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)二設(shè)置在箱體的另一側(cè)，磁體連接桿安裝在復(fù)驅(qū)動機構(gòu)一和往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)二之間，
[0014]壓電陶瓷片組中的各壓電陶瓷片的中部被等距離的安裝在磁體連接桿的中部，壓電陶瓷片組中各壓電陶瓷片的兩端被安裝在箱體上，磁體連接桿可帶動壓電陶瓷片組中的各壓電陶瓷片往復(fù)運動，
[0015]往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)一由第一往復(fù)驅(qū)動氣缸、第一往復(fù)驅(qū)動活塞、第一換氣塞、第一換氣驅(qū)動連桿構(gòu)成，第一往復(fù)驅(qū)動活塞設(shè)置在第一往復(fù)驅(qū)動氣缸內(nèi)，第一往復(fù)驅(qū)動活塞和第一往復(fù)驅(qū)動氣缸軸線相互重合，并且第一往復(fù)驅(qū)動活塞可以在第一往復(fù)驅(qū)動氣缸內(nèi)沿著第一往復(fù)驅(qū)動氣缸軸線方向移動，第一換氣驅(qū)動連桿的中部沿軸線開有一個長方形換氣驅(qū)動孔，第一換氣塞的中部穿過該換氣驅(qū)動孔與第一換氣驅(qū)動連桿相連接，并且第一換氣塞的中部可沿著該長方形換氣驅(qū)動孔滑動，第一換氣驅(qū)動連桿與第一往復(fù)驅(qū)動活塞軸線相互重合的連接在一起，在第一往復(fù)驅(qū)動氣缸的上部開有一個進氣孔，第一往復(fù)驅(qū)動氣缸的上部通過該進氣孔與高壓儲氣腔相通，在第一往復(fù)驅(qū)動氣缸的下部開有一個出氣孔，第一往復(fù)驅(qū)動氣缸的下部通過該出氣孔與箱體外部相通，
[0016]往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)二由第二往復(fù)驅(qū)動氣缸、第二往復(fù)驅(qū)動活塞、第二換氣塞、第二換氣驅(qū)動連桿構(gòu)成，第二往復(fù)驅(qū)動活塞設(shè)置在第二往復(fù)驅(qū)動氣缸內(nèi)，第二往復(fù)驅(qū)動活塞和第二往復(fù)驅(qū)動氣缸軸線相互重合，并且第二往復(fù)驅(qū)動活塞可以在第二往復(fù)驅(qū)動氣缸內(nèi)沿著第二往復(fù)驅(qū)動氣缸軸線方向滑動，第二換氣驅(qū)動連桿的中部沿軸線開有一個長方形換氣驅(qū)動孔，第二換氣塞的中部穿過該換氣驅(qū)動孔與第二換氣驅(qū)動連桿相連接，并且第二換氣塞的中部可沿著該長方形換氣驅(qū)動孔滑動，第二換氣驅(qū)動連桿與第二往復(fù)驅(qū)動活塞軸線相互重合的連接在一起，在第二往復(fù)驅(qū)動氣缸的上部開有一個進氣孔，第二往復(fù)驅(qū)動氣缸的上部通過該進氣孔與高壓儲氣腔相通，在第二往復(fù)驅(qū)動氣缸的下部開有一個出氣孔，第二往復(fù)驅(qū)動氣缸的下部通過該出氣孔與箱體外部相通，
[0017]磁體連接桿的兩端分別與第一往復(fù)驅(qū)動活塞和第二往復(fù)驅(qū)動活塞相連接，磁體連接桿與第一往復(fù)驅(qū)動活塞和第二往復(fù)驅(qū)動活塞的軸線相互重合，
[0018]當列車的振動通過鐵軌施加在主驅(qū)動桿的一端時，列車的振動通過行程變換機構(gòu)的主驅(qū)動桿、驅(qū)動連接桿、輔驅(qū)動桿、活塞連接桿傳遞到氣缸活塞上，列車的振動通過行程變換機構(gòu)的行程幅度放大，帶動氣缸活塞壓縮氣缸內(nèi)的空氣，并通過氣缸底部的單向通氣閥將高壓氣體壓入高壓儲氣腔內(nèi)，通過上述過程將列車的振動動能轉(zhuǎn)化為高壓氣體內(nèi)能存儲在高壓儲氣腔內(nèi)，
[0019]當?shù)谝粨Q氣驅(qū)動連桿帶動第一換氣塞打開第一往復(fù)驅(qū)動氣缸上部的進氣孔關(guān)閉第一往復(fù)驅(qū)動氣缸下部的出氣孔時，第二換氣驅(qū)動連桿也同時帶動第二換氣塞關(guān)閉第二往復(fù)驅(qū)動氣缸上部的進氣孔打開第二往復(fù)驅(qū)動氣缸下部的出氣孔，高壓儲氣腔內(nèi)氣體充入第一往復(fù)驅(qū)動氣缸，推動第一換氣驅(qū)動連桿、第一往復(fù)驅(qū)動活塞、磁體連接桿、第二往復(fù)驅(qū)動活塞和第二換氣驅(qū)動連桿一起向右運動，
[0020]當?shù)谝粨Q氣驅(qū)動連桿帶動第一換氣塞打開關(guān)閉第一往復(fù)驅(qū)動氣缸上部的進氣孔打開第一往復(fù)驅(qū)動氣缸下部的出氣孔時，第二換氣驅(qū)動連桿也同時帶動第二換氣塞打開第二往復(fù)驅(qū)動氣缸上部的進氣孔關(guān)閉第二往復(fù)驅(qū)動氣缸下部的出氣孔，高壓儲氣腔內(nèi)氣體充入第二往復(fù)驅(qū)動氣缸，推動第一換氣驅(qū)動連桿、第一往復(fù)驅(qū)動活塞、磁體連接桿、第二往復(fù)驅(qū)動活塞和第二換氣驅(qū)動連桿一起向左運動，
[0021]在高壓儲氣腔內(nèi)的高壓氣體推動下，上述往復(fù)運動不斷進行下去，磁體連接桿帶動各壓電陶瓷片大幅度的震動，電流從各壓電陶瓷片的兩個電極不斷的輸出交變電流，
[0022]本發(fā)明的有益效果是:通過行程變換機構(gòu)、壓力儲能機構(gòu)、高壓儲氣腔和氣動發(fā)電機構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，可將列車的振動動能轉(zhuǎn)化電能，構(gòu)成了遠程監(jiān)控設(shè)備的自發(fā)電系統(tǒng)，為線路狀況遠程監(jiān)控設(shè)備提供能量，即節(jié)約了能源，又可使位于偏遠山區(qū)遠程監(jiān)控設(shè)備在無人管理的情況長期自動運行。
【附圖說明】
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[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0024]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的A-A剖視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的單向通氣閥門結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的B-B剖視圖。
【具體實施方式】
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[0028]在圖1中，一個由箱體4、兩個行程變換機構(gòu)、兩個壓力儲能機構(gòu)、高壓儲氣腔7和氣動發(fā)電機構(gòu)構(gòu)成的質(zhì)能轉(zhuǎn)換裝置，兩個行程變換機構(gòu)、兩個壓力儲能機構(gòu)、高壓儲氣腔7和氣動發(fā)電機構(gòu)都設(shè)置在箱體4中，
[0029]兩個行程變換機構(gòu)安裝在箱體4的上部，兩個壓力儲能機構(gòu)分別安裝在兩個行程變換機構(gòu)的下面，高壓儲氣腔7安裝在壓力儲能機構(gòu)的下面，氣動發(fā)電機構(gòu)安裝在高壓儲氣腔7的下面，
[0030]第一個行程變換機構(gòu)由主驅(qū)動桿1-1、輔驅(qū)動桿1-7、驅(qū)動連接桿1-5和活塞連接桿1-11構(gòu)成，主驅(qū)動桿1-1的一端設(shè)置在一條鐵軌的下方，主驅(qū)動桿1-1的中部通過第一連接軸1-2與設(shè)置在箱體4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與安裝在箱體4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與活塞連接桿1-11的上端相連接，活塞連接桿1-11的下端通過第六連接軸3-2與氣缸活塞3-3相連接，
[0031]第一個壓力儲能機構(gòu)由氣缸3-1、氣缸活塞3-3、單向通氣閥門5和輔減震彈簧3-4構(gòu)成，輔減震彈簧3-4和氣缸活塞3-3設(shè)置在氣缸3-1內(nèi)，輔減震彈簧3-4安裝在氣缸3_1的底部和氣缸活塞3-3之間，氣缸3-1的底部通過單向通氣閥5與高壓儲氣腔7相通，
[0032]在圖3中，單向通氣閥門5由閥門殼體5-1、橡膠塞5-2和壓力彈簧5_3構(gòu)成，閥