适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器制造技术

本发明专利技术涉及一种适合脉冲式激励的电磁‑摩擦复合路面能量采集器，包括自上而下依次布置的界面、上板、摩擦发电定子，界面与上板之间设有间距，界面底端连接有导杆和驱动螺杆，导杆顶部套装有复位弹簧，复位弹簧位于界面与上板之间，导杆底部穿过上板，驱动螺杆底端连接传动齿轮组，传动齿轮组外围连接有摩擦发电转子，传动齿轮组在驱动螺杆的驱动下带动摩擦发电转子转动，摩擦发电转子底部布置有永磁体圆周阵列组合，摩擦发电转子外侧面布置有导电板阵列，摩擦发电定子内侧面布置有得电子摩擦板和失电子摩擦板；本发明专利技术同现有技术相比，能够显著提高其在脉冲式激励下的输出功率，解决了传统路面能量采集器输出功率低、可靠性低等缺点。

【技术实现步骤摘要】
适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器[
]本专利技术涉及车路能量收集
，具体地说是一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器。[
技术介绍
]随着社会和经济的发展，交通系统越来越发达，人们对交通系统也提出了更高的要求。多功能化、智慧化是未来交通系统的发展方向。通过在道路布置无线传感器等小型机电系统，从而实现实时交通状况监测、交通系统远程或自动化管控、交通设施健康状态监测等，使交通系统更加安全、有序、高效地运行，可以促进社会经济发展和提升人们生活的幸福感。但是，如何为这些小型机电系统供能？电池供能面临着寿命短、不易维护、环境污染等问题；有线输送成本高、实施难、占用空间影响环境。因此，发展环保、便捷、可持续的供能技术具有重要意义。尽管太阳能是一种丰富的自然能源，但是受昼夜天气变化影响比较大。值得注意的是，车辆滚压路面可以产生大量的机械能量。尤其随着汽车数量的增加和道路基础设施建设的发展，这种可以利用的机械能量更加丰富，且分布更广，其潜在应用不只局限于交通系统。汽车行驶经过凸起路面的能量收集装置相当于一次脉冲激励。但是，目前少量报道的路面能量采集装置没有针对这种脉冲式激励特性进行设计，且存在输出功率低、可靠性低等缺点。[
技术实现思路
]本专利技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，能够显著提高其在脉冲式激励下的输出功率，解决了传统路面能量采集器输出功率低、可靠性低等缺点。为实现上述目的设计一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，包括自上而下依次布置的界面3、上板7、摩擦发电定子13，所述界面3与上板7之间设有间距，所述界面3底端连接有导杆4和驱动螺杆5，所述导杆4顶部套装有复位弹簧6，所述复位弹簧6位于界面3与上板7之间，所述导杆4底部穿过上板7，所述驱动螺杆5底端连接传动齿轮组8，所述传动齿轮组8外围连接有摩擦发电转子10，所述传动齿轮组8在驱动螺杆5的驱动下带动摩擦发电转子10转动，所述摩擦发电转子10底部布置有永磁体圆周阵列组合11，所述永磁体圆周阵列组合11与电磁发电线圈组合12产生相对运动，所述摩擦发电转子10外侧面布置有导电板阵列20，所述摩擦发电定子13设于摩擦发电转子10外围，所述摩擦发电定子13内侧面布置有得电子摩擦板15和失电子摩擦板16。进一步地，所述摩擦发电定子13内侧面设置有安装环14，所述得电子摩擦板15、失电子摩擦板16粘贴于安装环14内侧，且对称布置，所述得电子摩擦板15、失电子摩擦板16下端设有条形的导通桥17，所述导通桥17使与靠近得电子摩擦板15、失电子摩擦板16的两个电极板导通，所述安装环14内侧还设置有负载凸起端子18。进一步地，所述摩擦发电转子10外侧面设置有导电板基底环19，所述导电板阵列20粘贴于导电板基底环19外侧。进一步地，所述传动齿轮组8包括被驱动齿轮21、棘轮28、棘轮盘29，所述被驱动齿轮21内部设有与驱动螺杆7相匹配的槽口使得驱动螺杆7上下运动时被驱动齿轮21随之旋转，所述被驱动齿轮21与齿轮一22、换向齿轮23啮合连接，所述换向齿轮23与齿轮二24啮合连接，所述齿轮一22固定连接在棘齿盘一25上，所述齿轮二24固定连接在棘齿盘二26上，所述棘齿盘一25、棘齿盘二26上均安装有若干棘齿27，并通过棘齿27与棘轮28啮合，所述棘轮28固定连接在棘轮盘29上，所述摩擦发电转子10设置在棘轮盘29外围，且与棘轮盘29固定连接。进一步地，所述齿轮一22、换向齿轮23、齿轮二24均通过轴承一30与上板7连接，所述被驱动齿轮21、棘轮28均通过轴承二31套装于中轴套9上，所述中轴套9连接在摩擦发电定子13底部。进一步地，所述上板7背面对称设置有线圈固定架32，所述线圈固定架32为弧形结构且避开传动齿轮组8，所述电磁发电线圈组合12安装在线圈固定架32内。进一步地，所述线圈固定架32截面呈U形，所述线圈固定架32由上弧形板、下弧形板以及连接在上弧形板与下弧形板之间的内侧板构成。进一步地，所述上板7上安装有封板一33、封板二34，所述封板一33设置在齿轮一22上方，所述封板二34设置在换向齿轮23、齿轮二24上方，所述封板一33用于将齿轮一22的安装孔密封，所述封板二34用于将换向齿轮23、齿轮二24的安装孔密封。进一步地，所述永磁体圆周阵列组合11固定在棘轮盘29下侧，所述永磁体圆周阵列组合11为圆周阵列的多个永磁体，所述永磁体圆周阵列组合11按照海尔贝克圆周阵列。进一步地，所述被驱动齿轮21的齿数为齿轮一22、齿轮二24齿数的10倍以上。本专利技术同现有技术相比，通过采用双向驱动单向旋转的驱动方式增加采集的脉冲式能量，采用机械机构升频进一步提升机电能量的转换效率，采用摩擦发电和电磁发电复合机电转换机制提高了输出功率以及电能使用的灵活度；综上；本专利技术能够显著提高其在脉冲式激励下的输出功率，解决了传统路面能量采集器输出功率低、可靠性低等缺点，值得推广应用。[附图说明]图1为本专利技术用于路面能量采集的应用示意图；图2为本专利技术的总体结构示意图；图3为本专利技术的爆炸结构示意图；图4为本专利技术的剖视结构示意图；图5为本专利技术中的界面部分结构示意图；图6为本专利技术中的摩擦发电定子部分结构示意图；图7为本专利技术中的摩擦发电转子部分结构示意图；图8为本专利技术中的机械传动部分结构示意图；图9为本专利技术中的感应线圈部分结构示意图；图中：1、适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器2、路基3、界面4、导杆5、驱动螺杆6、复位弹簧7、上板8、传动齿轮组合9、中轴套10、摩擦发电转子11、永磁体圆周阵列组合12、电磁发电线圈组合13、摩擦发电定子14、安装环15、得电子摩擦板16、失电子摩擦板17、导通桥18、负载凸起端子19、导电板基底环20、导电板阵列21、被驱动齿轮22、齿轮一23、换向齿轮24、齿轮二25、棘齿盘一26、棘齿盘二27、棘齿28、棘轮29、棘轮盘30、轴承一31、轴承二32、线圈固定架33、封板一34、封板二。[具体实施方式]下面结合附图对本专利技术作以下进一步说明：本专利技术提供了一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，如附图1所示，为本专利技术所述的适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器应用于路面能量采集的应用示意图，使用时，若干适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器1嵌装于路基2内。如附图2至附图5所示，该适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器1包括自上而下依次布置的界面3、上板7、摩擦发电定子13，上板7底端连接摩擦发电定子13，界面3与上板7之间设有间距，界面3底端连接有导杆4和驱动螺杆5，导杆4顶部套装有复位弹簧6，复位弹簧6位于界面3与上板7之间，导杆4底部穿过上板7，驱动螺杆5底端连接传动齿轮组8，传动齿轮组8外围连接有摩擦发电转子10，传动齿轮组8在驱动螺杆5的驱动下带动摩擦发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，其特征在于：包括自上而下依次布置的界面(3)、上板(7)、摩擦发电定子(13)，所述界面(3)与上板(7)之间设有间距，所述界面(3)底端连接有导杆(4)和驱动螺杆(5)，所述导杆(4)顶部套装有复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)位于界面(3)与上板(7)之间，所述导杆(4)底部穿过上板(7)，所述驱动螺杆(5)底端连接传动齿轮组(8)，所述传动齿轮组(8)外围连接有摩擦发电转子(10)，所述传动齿轮组(8)在驱动螺杆(5)的驱动下带动摩擦发电转子(10)转动，所述摩擦发电转子(10)底部布置有永磁体圆周阵列组合(11)，所述永磁体圆周阵列组合(11)与电磁发电线圈组合(12)产生相对运动，所述摩擦发电转子(10)外侧面布置有导电板阵列(20)，所述摩擦发电定子(13)设于摩擦发电转子(10)外围，所述摩擦发电定子(13)内侧面布置有得电子摩擦板(15)和失电子摩擦板(16)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，其特征在于：包括自上而下依次布置的界面(3)、上板(7)、摩擦发电定子(13)，所述界面(3)与上板(7)之间设有间距，所述界面(3)底端连接有导杆(4)和驱动螺杆(5)，所述导杆(4)顶部套装有复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)位于界面(3)与上板(7)之间，所述导杆(4)底部穿过上板(7)，所述驱动螺杆(5)底端连接传动齿轮组(8)，所述传动齿轮组(8)外围连接有摩擦发电转子(10)，所述传动齿轮组(8)在驱动螺杆(5)的驱动下带动摩擦发电转子(10)转动，所述摩擦发电转子(10)底部布置有永磁体圆周阵列组合(11)，所述永磁体圆周阵列组合(11)与电磁发电线圈组合(12)产生相对运动，所述摩擦发电转子(10)外侧面布置有导电板阵列(20)，所述摩擦发电定子(13)设于摩擦发电转子(10)外围，所述摩擦发电定子(13)内侧面布置有得电子摩擦板(15)和失电子摩擦板(16)。


2.如权利要求1所述的适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，其特征在于：所述摩擦发电定子(13)内侧面设置有安装环(14)，所述得电子摩擦板(15)、失电子摩擦板(16)粘贴于安装环(14)内侧，且对称布置，所述得电子摩擦板(15)、失电子摩擦板(16)下端设有条形的导通桥(17)，所述导通桥(17)使与靠近得电子摩擦板(15)、失电子摩擦板(16)的两个电极板导通，所述安装环(14)内侧还设置有负载凸起端子(18)。


3.如权利要求2所述的适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，其特征在于：所述摩擦发电转子(10)外侧面设置有导电板基底环(19)，所述导电板阵列(20)粘贴于导电板基底环(19)外侧。


4.如权利要求1、2或3所述的适合脉冲式激励的电磁-摩擦复合路面能量采集器，其特征在于：所述传动齿轮组(8)包括被驱动齿轮(21)、棘轮(28)、棘轮盘(29)，所述被驱动齿轮(21)内部设有与驱动螺杆7相匹配的槽口使得驱动螺杆7上下运动时被驱动齿轮(21)随之旋转，所述被驱动齿轮(21)与齿轮一(22)、换向齿轮(23)啮合连接，所述换向齿轮(23)与齿轮二(24)啮合连接，所述齿轮一(22)固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鸿翔，李猛，魏克湘，杜荣华，张文明，朱云，文雷，廖思华，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43