一种轨道振动能量收集装置和一种轨道交通照明系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及轨道交通设备技术领域，特别指一种轨道振动能量收集装置，包括整体结构的构件，该构件包括顶板、第一弧形梁和第二弧形梁，所述第一弧形梁和第二弧形梁对称地位于顶板两侧，并且所述第一弧形梁的第一端面与顶板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第一端面与顶板的第二端面对接成整体结构；所述第一弧形梁和第二弧形梁的内侧弧面均贴合有PVDF压电膜，并且所述PVDF压电膜上电气连接有电能收集装置。本发明专利技术还提供一种本发明专利技术还提供一种轨道交通照明系统，既可以降低和减弱列车运行时对轨道造成的振动影响，还可以将这部分振动能量收集起来进行利用，提高能量的利用率，节省能源。

Rail vibration energy collecting device and rail traffic lighting system

The present invention relates to the technical field of rail transportation equipment, in particular to a rail vibration energy collection device, including the components of the overall structure, the component comprises a top plate, the first curved beam and second curved beam, the first curved beam and second curved beam symmetrically located on both sides of the roof, and the end of the first end of the first curved beam and the roof of the face with the overall structure, the first face of the second curved beam and roof second end face connected into a whole structure; the first inner arc curved beam and second curved beams are jointed with PVDF piezoelectric film, and the PVDF piezoelectric film electrical connection electric energy collecting device. The invention also provides a method of the invention also provides a rail transit lighting system, which can reduce the impact and vibration of train running on the track caused by weakened, can also be collected for this part of the vibration energy utilization, improve the utilization of energy, energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道振动能量收集装置和一种轨道交通照明系统
本专利技术涉及轨道交通设备
，特别指一种轨道振动能量收集装置和一种轨道交通照明系统。
技术介绍
列车高速通过轨道会引起铁路轨道的剧烈振动，这在一定程度上会损害轨道的结构，目前常用的解决办法是将这部分振动能耗散掉，如中国专利公开号为CN106368085A提到的轨道结构的吸能减振装置，在轨道道床上两根钢轨之间，设置吸能减振装置，所述吸能减振装置包括质量块物体,刚度物体和阻尼器，所述吸能减振装置的固有诣振频率，与轨道上的轮轨振动频率相同。通过该装置，可以把轮轨振动产生的振动能量吸收到该装置中，使轨道结构中的其它部件振动都得到相应降低，由于辅助装置不承担轨道结构中的其它受力作用，因此不会对轨道结构系统带来不利影响。该方案虽然可以降低和减弱列车通过轨道时对轨道造成的振动影响，但最终这部分振动能都被消散掉，这在一定程度上造成了能源的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种轨道振动能量收集装置，既可以降低和减弱列车运行时对轨道造成的振动影响，还可以将这部分振动能量收集起来进行利用，提高能量的利用率，节省能源。本专利技术还提供一种轨道交通照明系统，通过上述轨道振动能量收集装置，可以将收集到的能量供应照明。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种轨道振动能量收集装置,包括整体结构的构件，该构件包括顶板、第一弧形梁和第二弧形梁，所述第一弧形梁和第二弧形梁对称地位于顶板两侧，并且所述第一弧形梁的第一端面与顶板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第一端面与顶板的第二端面对接成整体结构；所述第一弧形梁和第二弧形梁的内侧弧面均贴合有PVDF压电膜，并且所述PVDF压电膜上电气连接有电能收集装置。根据以上方案，所述构件还包括底板，所述底板与所述顶板相对设置，并且所述第一弧形梁的第二端面与底板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第二端面与底板的第二端面对接成整体结构。根据以上方案，所述第一弧形梁和第二弧形梁均为半圆形。根据以上方案，所述顶板与所述底板之间连接有减震弹簧。根据以上方案，所述减震弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧连接于所述顶板和所述底板之间靠近所述第一弧形梁的位置，所述第二弹簧连接于所述顶板和所述底板之间靠近所述第二弧形梁的位置。根据以上方案，所述第一弹簧和第二弹簧对称地设置于所述顶板和底板之间。根据以上方案，所述顶板和底板中的一个具有定位块，另一个具有定位槽，所述定位块与所述定位槽配合，以阻止所述顶板和底板之间发生侧向的相对位移。根据以上方案，所述定位块包括由所述顶板上延伸而出的一个板件，所述定位槽包括由所述底板上延伸而出的二个板件之间的间隙，并且该间隙等于所述定位块的厚度，所述定位块被夹持在所述定位槽内。根据以上方案，所述电能收集装置包括整流电路、充电电路和蓄电池。本专利技术还提供一种轨道交通照明系统，包括LED照明灯，其特征在于，还包括如上所述的轨道振动能量收集装置，所述轨道振动能量收集装置电气连接于所述LED照明灯上。本专利技术的轨道振动能量收集装置，采用两侧弧形与中间板状的结构，组成枕形构件，安装于铁路轨道的正下方，可以缓冲列车通过轨道时产生的振动和冲击。特别的，枕形构造中的顶板不会形变，使振动通过顶板全部传递到两侧的弧形梁上，可以大大提升振动传递效率。在缓冲的过程中，轨道的振动被完全传递至两侧的弧形梁上，使弧形梁受迫振动而发生弯曲变形，进而引起弧形梁上的PVDF压电膜产生内应变和应力变化，PVDF压电膜便可以将形变转化成电能，由于振动传递无损失，电能转化率更高，最后由电能收集装置将转化的电能存储起来，可以供应给照明所需要。本专利技术将铁路轨道上有害的振动能量收集起来，用于隧道内的应急照明，一方面可以减轻轨道的因剧烈振动而造成的损伤，另一方面又可以充分利用振动能量，用于隧道内的应急照明，变废为宝，适用于市场推广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1、顶板；2、第一弧形梁；3、第二弧形梁；4、底板；5、PVDF压电膜；6、第一弹簧；7、第二弹簧；8、定位块；9、定位槽。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术的技术方案进行说明。如图1所示，本专利技术所述的一种轨道振动能量收集装置，包括整体结构的构件，该构件包括顶板1、第一弧形梁2和第二弧形梁3，所述第一弧形梁2和第二弧形梁3对称地位于顶板1两侧，并且所述第一弧形梁2的第一端面与顶板1的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁3的第一端面与顶板1的第二端面对接成整体结构；所述第一弧形梁2和第二弧形梁3的内侧弧面均贴合有PVDF压电膜5，并且所述PVDF压电膜5上电气连接有电能收集装置。PVDF压电膜5材料主要为聚偏乙烯，结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合，具有很强的抗冲击性能以及耐候性，具有高抗冲击性和塑性的PVDF材料可以承受很大的压力，产生较大的应变，提高能量转换效率。本专利技术的轨道振动能量收集装置，采用两侧弧形与中间板状的结构，组成枕形构件，安装于铁路轨道的正下方，可以缓冲列车通过轨道时产生的振动和冲击。特别的，枕形构造中的顶板不会形变，使振动通过顶板全部传递到两侧的弧形梁上，可以大大提升振动传递效率。在缓冲的过程中，轨道的振动被完全传递至两侧的弧形梁上，使弧形梁受迫振动而发生弯曲变形，进而引起弧形梁上的PVDF压电膜产生内应变和应力变化，PVDF压电膜便可以将形变转化成电能，由于振动传递无损失，电能转化率更高，最后由电能收集装置将转化的电能存储起来。进一步地，所述构件还包括底板4，所述底板4与所述顶板1相对设置，并且所述第一弧形梁2的第二端面与底板4的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁3的第二端面与底板4的第二端面对接成整体结构。底板4同样可以提供构件的结构稳定性，对构件起到支撑作用，特别是对两侧的弧形梁起到支撑和定位作用，使弧形梁在吸收振动时可以持续地产生稳定且有效的形变，使电能转化效率更高。优选地，所述第一弧形梁和第二弧形梁均为半圆形，半圆形的弧形梁在形变时其弯曲性能更好，而且不易形变剧烈而损坏。同时，所述顶板1与所述底板4之间连接有减震弹簧，所述减震弹簧包括第一弹簧6和第二弹簧7，所述第一弹簧6连接于所述顶板1和所述底板4之间靠近所述第一弧形梁2的位置，所述第二弹簧7连接于所述顶板1和所述底板4之间靠近所述第二弧形梁3的位置，更好的方案是所述第一弹簧6和第二弹簧7对称地设置于所述顶板1和底板4之间，使得减震弹簧可以为弧形梁分担一部分冲击压力，防止在冲击力度过大的情况下弧形梁受压超过限值而被破坏。此外，所述顶板1和底板4中的一个具有定位块8，另一个具有定位槽9，所述定位块8与所述定位槽9配合，以阻止所述顶板1和底板4之间发生侧向的相对位移。具体地，所述定位块8包括由所述顶板上延伸而出的一个板件，所述定位槽9包括由所述底板上延伸而出的二个板件之间的间隙，并且该间隙等于所述定位块8的厚度，所述定位块8被夹持在所述定位槽9内。定位块8与定位槽9配合，可以起到限位和导向作用，使构件在形变时，顶板1与底板4之间的相对运动保持垂直方向，轨道给予构件的压力沿着顶板1朝向底板4的方向，这样力度便可以平衡地分配到两侧的二个弧形梁上，使二个弧形梁的形变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道振动能量收集装置，其特征在于，包括整体结构的构件，该构件包括顶板、第一弧形梁和第二弧形梁，所述第一弧形梁和第二弧形梁对称地位于顶板两侧，并且所述第一弧形梁的第一端面与顶板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第一端面与顶板的第二端面对接成整体结构；所述第一弧形梁和第二弧形梁的内侧弧面均贴合有PVDF压电膜，并且所述PVDF压电膜上电气连接有电能收集装置。

【技术特征摘要】
1.一种轨道振动能量收集装置，其特征在于，包括整体结构的构件，该构件包括顶板、第一弧形梁和第二弧形梁，所述第一弧形梁和第二弧形梁对称地位于顶板两侧，并且所述第一弧形梁的第一端面与顶板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第一端面与顶板的第二端面对接成整体结构；所述第一弧形梁和第二弧形梁的内侧弧面均贴合有PVDF压电膜，并且所述PVDF压电膜上电气连接有电能收集装置。2.根据权利要求1所述的轨道振动能量收集装置，其特征在于，所述构件还包括底板，所述底板与所述顶板相对设置，并且所述第一弧形梁的第二端面与底板的第一端面对接成整体结构，所述第二弧形梁的第二端面与底板的第二端面对接成整体结构。3.根据权利要求2所述的轨道振动能量收集装置，其特征在于，所述第一弧形梁和第二弧形梁均为半圆形。4.根据权利要求2所述的轨道振动能量收集装置，其特征在于，所述顶板与所述底板之间连接有减震弹簧。5.根据权利要求4所述的轨道振动能量收集装置，其特征在于，所述减震弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧连接于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖祥，乔思瑶，赵璐，陈祎军，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42