一种公路减速带能量收集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种公路减速带能量收集系统，至少包括特制翘板、支架、两套下沉块‑压杆装置、齿轮组、棘轮、发电转盘；其中，每两套下沉块‑压杆装置对应连接一套特制翘板的两端，下沉块‑压杆装置利用车辆通过时车轮对下沉块的挤压力，通过压杆转换成垂直向下的作用力传递给特制翘板，利用特制翘板在两个交替出现的向下作用力作用下进行可控角度的、对称往复摆动，并通过所述齿轮组配合棘轮实现发电转盘单向转动，实现能量收集与发电功能。该系统能够实现车辆在途径减速带过程中的制动能回收，对能量信息进行有效提取、分析并用以适当调节车流车速；有助于智能交通系统的建设和完善。

【技术实现步骤摘要】
一种公路减速带能量收集系统
本专利技术属于机械设计
，涉及一种能量收集系统，尤其涉及一种公路减速带能量收集系统。
技术介绍
制动能量回收系统(BrakingEnergyRecoverySystem)是指一种应用于汽车或者轨道交通上的，能够将制动时产生的热能转换成机械能，并将其存储在电容器内的系统。该系统普遍存在于车辆自身结构中，应用在公路上的相对较少。一般认为，在车辆非紧急制动的普通制动场合，仅有1/5的能量可以通过车辆自身制动回收。公路能量收集系统，将有望针对剩余大部分的制动能进行转化、再利用。智慧交通系统以国家智能交通系统体系框架为指导，建成"髙效、安全、环保、舒适、文明"的智慧交通与运输体系。通过以交通路口减速带为载体，开发公路能量收集系统，进一步提升当地交通系统的其智能化程度。以往的能量收集系统，只是单纯地将能量进行转化收集，缺少对能量的分析与智能应用。对于智慧交通系统，迫切需要在提升能量回收效率的同时，提炼出有效信息数据形成控制信号，对行驶车辆进行合理有效的车速/车距调控，因此寻求一套智能化的公路减速带能量收集系统便显得尤为重要。首先关于制动能的收集装置，需要一个结构可靠、稳定的机械传动机构，市面上虽然有一些成熟的产品，一是大多以“相对独立”的减速带挤压装置呈现，能量回收效率较低且缺乏行之有效的能量循环架构；二是无法有效改变能量收集的功率/效率，对所有路况、各类车辆“一视同仁”，无法做到智能化自主调控。关于智能交通系统建设方面，常见的能量回收系统缺少能量转化过程中的智能测控系统，无法在能量的收集过程中分析路面状况并与当地红绿灯、限速指示灯相配合，及时调节红绿灯频率、限速大小。单纯地添加外设传感器、控制器等电子设备，增大信息处理负担的同时也增加了非必要的能耗。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种公路减速带能量收集系统，该系统能够实现车辆在途径减速带过程中的制动能回收，对能量信息进行有效提取、分析并用以适当调节车流车速；有助于智能交通系统的建设和完善。本专利技术所采用的技术方案如下：一种公路减速带能量收集系统，至少包括特制翘板、支架、两套下沉块-压杆装置、齿轮组、棘轮、发电转盘；所述齿轮组中包括下齿轮和上齿轮，且二者啮合，下齿轮与特制翘板固定且中心处铰接安装于支架上，所述的下沉块-压杆装置包括下沉块和压杆，压杆内设弹簧，压杆一端与下沉块连接，另一端连接特制翘板端部，两套下沉块-压杆装置分别设置在特制翘板的两端，在特制翘板的两端下方各设置一个限位装置以限制特制翘板端部的向下运动位移；该系统中下沉块呈减速带状安装于地表，其他部件均埋设于地下；所述的上齿轮通过棘轮与发电转盘连接实现发电转盘的单向转动和发电。上述技术方案中，进一步的，所述系统中还包括换挡装置，换挡装置用于控制上齿轮、棘轮及发电转盘进行同步抬升或下降，以控制上齿轮与所述下齿轮的脱离或啮合。进一步的，所述的下沉块内设置有与特制翘板平行的第一滑槽，压杆一端嵌于所述第一滑槽内，第一滑槽两端设有挡块限制压杆端部滑出，特制翘板的端部设置有第二滑槽，压杆另一端嵌于第二滑槽中，且第二滑槽两端设有挡块限制压杆端部滑出，此外在第二滑槽内设置有伸缩杆，伸缩杆一端与第二滑槽端部固定，另一端与压杆端部铰接。更进一步的，所述的第一滑槽与第二滑槽长度相同。更进一步的，所述系统还包括限速控制器，所述的限速控制器根据系统所安装地点所允许的实时通行速度，控制所述伸缩杆进行伸缩从而调控两个压杆之间的间距。更进一步的，所述系统设置在路口红绿灯处，还包括智能控制系统，所述的限位装置为感应式，将采集的车流数据反馈至智能控制系统，所述智能控制系统控制路口红绿灯的显示及限速控制器的动作。更进一步的，所述的换挡装置仅在路口为红灯时段可以进行工作。本专利技术的能量收集系统，通过设置下沉块-压杆装置结合翘板结构，将减速带所承受的车辆经过时的挤压力转换成垂直向下的作用力传递给特制翘板，并传递至发电转盘收集车辆经过的能量；相比于常见的相对独立的能量收集装置而言，本专利技术系统中的下沉板-压杆装置两两成组，一方面可以在车辆通过前后下沉块时均传递能量并进行收集；另一方面，前后设置的下沉块-压杆装置可以结合控制系统起到调节车流、车速车距的作用。本专利技术的系统可以促进交通系统的智能化升级。附图说明图1是本专利技术系统主体部分的结构示意图；图2是发电部分、换挡部分的一种具体结构示意图；图3是智能测控系统的一种示意图；图4是限速部分的结构示意图与下沉块-压杆装置示意图；图5是车距过近时状况示意图。图中：1、2下沉块；3、4压杆；5特制翘板；6、7限位装置；8下齿轮；9上齿轮；10棘轮；11发电转盘；12换挡装置。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的方案做进一步说明。参照图1，本专利技术的公路减速带能量收集系统，包括两套下沉块-压杆装置、特制翘板、支架、限位装置、齿轮组、棘轮、发电转盘；此外还可包括换挡装置、限速装置及限速指示灯等部件；每两套下沉块-压杆装置对应一套特制翘板，两套下沉块-压杆装置分设于特制翘板的两端；每套下沉块-压杆装置包括下沉块和压杆，压杆内设弹簧，压杆一端与下沉块连接，另一端连接特制翘板端部，所述的下沉块外形上与常见的公路减速带基本相似，当有车轮经过挤压下沉块时，下沉块下沉，带动压杆向下运动并转换成垂直向下的作用力传递给特制翘板。特制翘板在两个交替出现的向下作用力作用下进行来回转动，并通过所述齿轮组、配合棘轮实现发电转盘单向转动，实现发电功能与能量的收集。其中，齿轮组包括上齿轮9、下齿轮8，且二者啮合在一起，下齿轮8与特制翘板5固连呈对称结构，二者中心处通过铰接安装于支架上，上齿轮9上固定有棘爪与棘轮10啮合，棘轮10与发电转盘11相连驱动发电转盘转动发电。在特制翘板的两端下方各设置有一个限位装置6、7，以限制特制翘板端部的向下位移；此外，所述的限位装置还可以是感应式，这样可以直接监测相应车流或车辆信息(如吨位等)，并将其反馈至智能控制系统中。具体的如图1实例所示，前车轮先挤压下沉块1，带动特制翘板向右侧倾斜，直至下沉块顶部与地面平行，此时特制翘板的右端会接触限位装置6，使得特制翘板无法继续倾斜。之后，前车轮经过下沉块2，再次挤压带动特制翘板向左侧倾斜。如此，循环往复，特制翘板来回倾斜、连带下齿轮8来回转动。所述的下齿轮8与上齿轮9可以为在垂直方向上相互啮合的均竖直设置的齿轮组，也可以是如图2所示，下齿轮8呈竖直设置，而上齿轮9水平设置，下齿轮8与上齿轮9啮合，上齿轮9上固定有棘爪与棘轮配合，棘轮与发电转盘连为一体，最终实现发电转盘的单向转动、蓄电，优选采用后一种方式，这样可以更为节省纵向空间，更利于施工。此外，在本系统中还可以设有换挡装置，如图2实例所示，本例中换挡装置12为一个叉托，该叉托可以设置在上齿轮9的下方，用于同步托起下齿轮9、棘轮10和发电转盘11；当托起下齿轮9可实现齿轮组间的脱离，放下下齿轮9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路减速带能量收集系统，其特征在于，至少包括特制翘板、支架、两套下沉块-压杆装置、齿轮组、棘轮、发电转盘；所述齿轮组中包括下齿轮和上齿轮，且二者啮合，下齿轮与特制翘板固定且中心处铰接安装于支架上，所述的下沉块-压杆装置包括下沉块和压杆，压杆内设弹簧，压杆一端与下沉块连接，另一端连接特制翘板端部，两套下沉块-压杆装置分别设置在特制翘板的两端，在特制翘板的两端下方各设置一个限位装置以限制特制翘板端部的向下运动位移；该系统中下沉块呈减速带状安装于地表，其他部件均埋设于地下；所述的上齿轮通过棘轮与发电转盘连接实现发电转盘的单向转动和发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种公路减速带能量收集系统，其特征在于，至少包括特制翘板、支架、两套下沉块-压杆装置、齿轮组、棘轮、发电转盘；所述齿轮组中包括下齿轮和上齿轮，且二者啮合，下齿轮与特制翘板固定且中心处铰接安装于支架上，所述的下沉块-压杆装置包括下沉块和压杆，压杆内设弹簧，压杆一端与下沉块连接，另一端连接特制翘板端部，两套下沉块-压杆装置分别设置在特制翘板的两端，在特制翘板的两端下方各设置一个限位装置以限制特制翘板端部的向下运动位移；该系统中下沉块呈减速带状安装于地表，其他部件均埋设于地下；所述的上齿轮通过棘轮与发电转盘连接实现发电转盘的单向转动和发电。


2.根据权利要求1所述的公路减速带能量收集系统，其特征在于，所述系统中还包括换挡装置，换挡装置用于控制上齿轮、棘轮及发电转盘进行同步抬升或下降，以控制上齿轮与所述下齿轮的脱离或啮合。


3.根据权利要求1所述的公路减速带能量收集系统，其特征在于，所述的下沉块内设置有与特制翘板平行的第一滑槽，压杆一端嵌于所述第一滑槽内，第一滑槽两...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文欣，何瑜鑫，周元龙，梁志豪，孙佳润，龚友平，陈慧鹏，陈国金，刘海强，邵惠锋，陈昌，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33