【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能量采集，具体涉及一种基于列车振动的能量采集装置。
技术介绍
1、在铁路车辆的安全监测系统中，部分状态监测设备分布在铁路沿线，且监测设备之间的间距较长，这导致采集到的列车运行状态数据并不连续，无法实时对列车的状态进行监测。而且铁路沿线路途漫长、路况复杂，这导致所需的监测设备数量较多，增加了更换维护设备的人力与物力成本。因此，会在列车上安装传感器进行监测。
2、列车车载监测系统包括众多安装在车体关键部位处的传感器构成，可以实现对列车运行状态的实时监测，部分传感器的功率较低，不适合专门为其铺设电线，故多采用电池供电，然而这就需要频繁的为其更换电池，造成巨大的人力成本与环境压力，这不符合可持续发展的时代主题。
3、由多节车厢构成的列车在轨道上运行时，由于工况的变化，各节车厢之间会产生一定程度的纵向振动，连接车厢的钩缓系统吸收这些振动，这种振动是不可避免的，不会对列车的运行造成危害，并且不会受光照，风力等外部环境的影响，相较于其他可再生能源采集方式更稳定。目前对这种振动能量的回收研究并不多，因此设计了一种装置用来采集车厢间的钩缓系统的纵向振动机械能，并将其转化为电能，以此作为车载安全监测设备的电源，实现列车的自供电与自传感。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于列车振动的能量采集装置，以解决现有列车中部分传感器的功率较低，不适合专门为其铺设电线，故多采用电池供电，然而这就需要频繁的为其更换电池，造成巨大的人力成本与环境压力的问题。>
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于列车振动的能量采集装置，包括底板和设在底板上的：
4、发电机；
5、运动输入机构，其用以跟随列车直线往复振动；
6、运动转化机构，其用以将所述运动输入机构的振动运动转化为旋转运动；
7、传动机构，其将所述运动转化机构与发电机的主轴传动连接，以将运动转化机构的旋转运动传递给发电机的主轴，以带动所述发电机的主轴旋转。
8、该技术方案中，需要说明的是，发电机为现有技术，其是通过主轴转动，以带动内部的线圈切割磁感线进而产生电能，本专利技术中，发电机产生的电能可存储于外部储能电池，外部储能电池为传感器供电；本方案中，当车厢车钩振动时，运动输入机构跟随车厢振动，运动转化机构将运动输入机构的振动运动转化为旋转运动，传动机构将运动转化机构的旋转运动传递给发电机的主轴，以带动所述发电机的主轴旋转，进而产生电能；综上所述，本专利技术中，通过设置的发电机、运动转化机构、运动输入机构以及传动机构能够将钩缓系统的纵向振动机械能转化为电能，以此作为车载安全监测设备的电源，实现列车的自供电与自传感。
9、优选的，所述底板的顶部设有支撑架，所述支撑架上固定有滑块，所述滑块上设有滑槽；所述运动输入机构包括导轨和连接板，所述导轨滑动嵌设在滑槽内，所述连接板的一端与导轨的一端连接，所述连接板的另一端与列车车钩连接；所述运动转化机构包括第一齿轮、第一转轴和齿条，所述齿条固定在导轨的顶部，所述第一转轴转动连接在底板上的第一支架上，所述第一齿轮固定套设在第一转轴的一端，且其与齿条相互啮合；所述传动机构将第一转轴与发电机的主轴传动连接，当所述第一转轴转动时，能够通过所述传动机构带动发电机的主轴旋转。
10、该技术方案中，需要说明的是，当列车车钩振动时，带动连接板振动，连接板振动带动与连接的齿条在滑槽内往复滑动，当齿条往复滑动时，带动与其啮合的第一齿轮往复转动，进而带动与第一齿轮固定连接的第一转轴往复转动，第一转轴往复转动后，通过所述传动机构带动发电机的主轴旋转，进而使得发电机产生电能。
11、优选的，所述连接板通过球头轴承与列车车钩连接。
12、优选的，所述传动机构包括第二齿轮、第二转轴和第三转轴，所述第二齿轮固定套设在第一转轴上，所述第二转轴转动连接在底板上的第二支架上，所述第三转轴与第二转轴平行且转动连接在底板上的第三支架上，所述第三转轴的一端与发电机的主轴连接；
13、所述第二转轴上设有第三齿轮和第四齿轮，所述第三转轴上固定套设有第五齿轮，所述第三齿轮和第二齿轮相互啮合，所述第四齿轮和第五齿轮相互啮合。
14、该技术方案中，需要说明的是，当第一转轴转动后，带动与其连接的第二齿轮转动，第二齿轮转动后带动与其啮合的第三齿轮转动，进而带动第四齿轮转动，第四齿轮转动后则带动与其啮合的第五齿轮转动，第五齿轮转动带动第三转轴转动，进而带动发电机的主轴转动，以产生电能。
15、优选的，所述发电机的主轴通过联轴器与第三转轴连接。
16、该技术方案中，需要说明的是，联轴器用来联接不同机构中的两根轴，使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
17、优选的，所述第四齿轮的直径大于第五齿轮的直径。
18、该技术方案中，需要说明的是，由于第四齿轮的直径大于第五齿轮的直径，这样能够增加第五齿轮的转速，进而增加发电机主轴的旋转速度，以提高发电效率。
19、优选的，所述传动机构还包括第第四转轴和第五转轴，所述第四转轴转动连接在底板上的第四支架上，且所述第四转轴位于第一转轴远离第二转轴的一侧，所述第五转轴转动连接在底板上的第五支架上，且所述第五转轴位于第四转轴远离第二转轴的一侧；
20、所述第四转轴上固定套设有第六齿轮，所述第五转轴上套设有第七齿轮和第八齿轮，所述第六齿轮与第二齿轮相互啮合，所述第七齿轮与第六齿轮相互啮合，所述第八齿轮与第五齿轮相互啮合；
21、所述第四齿轮以及第八齿轮分别通过第一单向轴承和第二单向轴承与对应转轴连接，且所述第一单向轴承和第二单向轴承的锁止方向相同。
22、该技术方案中，需要说明的是，当车厢间距增大，即所述齿条向前运动时，所述第一齿轮与所述第二齿轮逆时针旋转；第三齿轮与第六齿轮与第二齿轮相啮合，呈顺时针旋转；所述第六齿轮安装在第四转轴上，第二转轴与所述第三齿轮键连接，呈顺时针旋转；第七齿轮与第六齿轮啮合，呈逆时针旋转；第五转轴与所述第七齿轮键连接，呈逆时针旋转；第二单向轴承在逆时针旋转时工作，第一单向轴承在逆时针旋转时工作；所述第二单向轴承与直齿轮第八齿轮连接，所述第一单向轴承与第四齿轮脱离；所述第八齿轮进行逆时针旋转，第五齿轮与所述第八齿轮相啮合，呈顺时针运动；第三转轴与第五齿轮键连接，呈顺时针旋转。当车厢间距减小，即所述齿条向后运动时，所述第一齿轮与所述第二齿轮顺时针旋转；第三齿轮与第六齿轮与第二齿轮相啮合，呈逆时针旋转；所述第六齿轮安装在第四转轴上，第二转轴与所述第三齿轮键连接，呈逆时针旋转；第七齿轮与所述第六齿轮啮合，呈顺时针旋转；第五转轴与所述第七齿轮键连接，呈顺时针旋转；第二单向轴承在逆时针旋转时工作，第一单向轴承在逆时针旋转时工作；所述第二单向轴承与第八齿轮脱离，所述第一单向轴承与第四齿轮连接；所述第四齿轮进行逆时针旋转，第五与所述直第四齿轮相啮合，呈顺时针运动；第三转轴与所诉第五齿轮键连接，呈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，包括底板和设在底板上的：
2.根据权利要求1所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述底板的顶部设有支撑架(6)，所述支撑架(6)上固定有滑块(1c)，所述滑块(1c)上设有滑槽；
3.根据权利要求2所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述连接板(4)通过球头轴承与列车车钩连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述传动机构包括第二齿轮(2b1)、第二转轴(2a2)和第三转轴(2a5)，所述第二齿轮(2b1)固定套设在第一转轴(2a1)上，所述第二转轴(2a2)转动连接在底板上的第二支架(2c1)上，所述第三转轴(2a5)与第二转轴(2a2)平行且转动连接在底板上的第三支架(2c10)上，所述第三转轴(2a5)的一端与发电机(3a)的主轴连接；
5.根据权利要求4所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述发电机(3a)的主轴通过联轴器(3b)与第三转轴(2a5)连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于
7.根据权利要求4-6任一所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述传动机构还包括第第四转轴(2a4)和第五转轴(2a3)，所述第四转轴(2a4)转动连接在底板上的第四支架(2c5)上，且所述第四转轴(2a4)位于第一转轴(2a1)远离第二转轴(2a2)的一侧，所述第五转轴(2a3)转动连接在底板上的第五支架(2c8)上，且所述第五转轴(2a3)位于第四转轴(2a4)远离第二转轴(2a2)的一侧；
8.根据权利要求1所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述发电机(3a)通过连接架(3c)固定在底板上。
...【技术特征摘要】
1.一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，包括底板和设在底板上的：
2.根据权利要求1所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述底板的顶部设有支撑架(6)，所述支撑架(6)上固定有滑块(1c)，所述滑块(1c)上设有滑槽；
3.根据权利要求2所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述连接板(4)通过球头轴承与列车车钩连接。
4.根据权利要求2所述的一种基于列车振动的能量采集装置，其特征在于，所述传动机构包括第二齿轮(2b1)、第二转轴(2a2)和第三转轴(2a5)，所述第二齿轮(2b1)固定套设在第一转轴(2a1)上，所述第二转轴(2a2)转动连接在底板上的第二支架(2c1)上，所述第三转轴(2a5)与第二转轴(2a2)平行且转动连接在底板上的第三支架(2c10)上，所述第三转轴(2a5)的一端与发电机(3a)的主轴连接；
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡永利，张祖涛，吴小平，潘宏烨，李昻，袁涔钥，张昊翔，叶兆阳，汪一帆，洪一扬，田树林，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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