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技术领域

本发明涉及一种振动发电系统，具体涉及一种公路减速带振动发电 系统。

背景技术

公路收费站前、学校、公司前等行人较多的公路需要减速的路段通 常会布置带有弹性的减速带，汽车在通过减速带时损耗的能量通常没有 被加以有效利用而白白浪费。

现有技术中，已经出现利用减速带的振动能量转化为电能的发电系 统。这些发电系统包括以下几种方式：一种是利用曲柄摇杆、齿轮齿条、 液压涡轮、棘轮齿轮等机构将减速带的上下振动转化为发电机转子的旋 转运动，从而带动减速带发电，如专利CN201310689844中提到的一种 振动发电装置，该装置采用大扇形齿轮和小齿轮连同摆杆的增幅摆动机 构将顶杆的直线位移放大，然后齿条和齿轮组将放大之后的直线位移转 换为单向的回转运动，以带动发电机旋转发电；另一种是将磁体与减速 带连接，直接利用磁体在发电线圈内的往复振动发电。还有一种是先将 减速带的振动转化为气体或液体的压力，再将气体或液体内的压力转化 为电能，如专利CN201310425044中的一种利用减速带的能量回收装置， 包括能量收集部分和能量稳定释放部分，所述能量收集部分包括通过弹 簧安装在路面上的减速带，所述减速带下方镂空装配一长条气囊，所述 减速带与所述气囊之间通过一对压板连接传动，所述压板通过铰链与地 面连接；所述气囊两端各连接一气动单向阀，出气一侧的单向阀连接 所述能量稳定释放部分。

虽然这些发电系统无需额外消耗能源，环境污染小，但发电系统的 机构较复杂，成本往往很高，如将上下振动转化为旋转运动的机构都需 要数个连杆、齿轮或其他传力件，同时安装时要求精度较高，难以普及， 液压涡轮机构还容易出现漏油现象。上述发电系统都是与减速带刚性连 接，当一辆汽车驶过减速带后，减速带会跟随发电系统一起振动，以实 现发电。但若汽车的重量大，会使减速带的振幅相应较大，此时若后方 继续有汽车行驶，且车速较快，则正在振动的减速带会对后方汽车的行 驶形成危害，若减速带振幅较大的同时后方的汽车再次与减速带接触， 可能会对减速带的传动机构施加更大的力矩，这样可能对发电机构的结 构造成破坏。因此上述发电系统使用局限性太大，导致难以推广应用。

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单、成本低，使用安全可靠、安装维 修方便的公路减速带振动发电系统。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种公路减速 带振动发电系统，包括地面固定板，地面固定板中间设置开槽，开槽内 设置减速带，其特征在于：所述减速带下端与底板刚性连接，减速带弹 簧、减振器一端与底板上表面连接，另一端与地面固定板下表面连接； 振动壳体设置在底板下方；所述底板左右两侧的端面、以及振动壳体上 的第一壳板的左右两侧的端面设有锁紧机构，所述锁紧机构包括沿前后 方向的导向槽，导向槽内设有可滑动的凸台，锁紧弹簧一端与导向槽的 底端连接，另一端与凸台连接，所述凸台的一侧与齿板连接；所述底板、 第一壳板左右两端的齿板在各自的锁紧弹簧的作用下相互贴紧；振动弹 簧一端与第一壳板下表面连接，另一端与固定板上表面连接，所述固定 板埋设于路基中固定不动；第一壳板与固定板之间设置发电结构。

优选的，所述发电结构包括套筒，套筒底端与固定板上端面连接， 其外侧绕发电线圈；永磁体上端与第一壳板下表面连接，其下端伸入套 筒内；固定板上端、套筒内侧位置装有永磁体。

优选的，所述第二壳板与固定板之间设置第二发电结构，所述第二 发电结构的结构与发电结构相对于固定板对称。

优选的，所述套筒的材料为陶瓷；所述固定板的材料为钢筋混凝土。

优选的，地面固定板与底板之间设置发电结构。

优选的，所述减振器为主动控制式液压减振器。

优选的，所述底板与地面固定板之间设置使两者在竖直方向的间距 可调的高度调节装置。

本发明以下有益效果：当较轻的汽车驶过减速度带时，减速带与振 动壳体一起上下振动进行发电。当较重的汽车驶过减速度带时，减速带 在第一次带动振动壳体上下运动后，第二次向下振动过程中在减振器的 作用下与振动壳体脱开，此后减速带振幅迅速衰减，而振动壳体则继续 单独上下振动进行发电。当下一辆车行驶至减速带前，减速带的振动幅 度已迅速衰减，这样可以让下一辆车通过减速带的安全性得到极大提 升。本专利结构简单、成本低、与减速带一起安装后，使用安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图正视图；

图2为发电结构4的结构示意图；

图3为图1中B向视图中齿板14的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示的，一种公路减速带振动发电系统，包括地面固定板 5，地面固定板5中间设置开槽，开槽内设置减速带1，所述减速带1下 端与底板11刚性连接，减速带弹簧12、减振器15一端与底板11上表 面连接，另一端与地面固定板5下表面连接；底板11两端设置齿板14， 振动壳体2设置在底板11下方，所述振动壳体2上的第一壳板21的两 端端设有与齿板14相适应的啮合板24。齿板14与啮合板24可以设计 成如图3所示的波浪形凹凸部分接触，也可以设计为标准的齿条形状接 触。振动弹簧23一端与第一壳板21下表面连接，另一端与固定板3上 表面连接，所述固定板3埋设于路基中固定不动；第一壳板21与固定 板3之间设置发电结构4，在地面固定板5与底板11之间也可以设置发 电结构4，这样可以利用减速带1的振动进行发电。

当减速带1振幅较小，齿板14与啮合板24之间的摩擦力足够而一 起上下振动，此时效果为减速带1带动振动壳体2一起上下振动进行发 电。当减速带1振幅较大，第一次向下运动时，齿板14与啮合板24之 间的摩擦力不足而相互滑动，此时底板11向下运动时接触到第一壳体 21并带动其一起向下运动，当减速带1第一次向上运动时，振动壳体2 在振动弹簧23的作用下与减速带1一起向上运动。减速带1第二次向 下运动时，在减速带弹簧12和减振器15的共同作用下向下运动但振幅 减小，此时底板11与第一壳体21之间脱离，齿板14与啮合板24之间 的摩擦力不足而脱开。此后减速带1的振动迅速衰减，而振动壳体2继 续上下振动发电。当下一辆车行驶至减速带1前，减速带1的振动幅度 已大为减小，这样可以让下一辆车通过减速带1的安全性得到极大提升。

所述发电结构4包括套筒41，套筒41底端与固定板3上端面连接， 其外侧绕发电线圈43；永磁体44上端与第一壳板21下表面连接，其下 端伸入套筒41内；所述固定板3上端、套筒41内侧位置装有永磁体42， 当永磁体44向下运动时，与永磁体42之间产生排斥，避免永磁体44 与固定板3接触，同时更利于振动壳体2上下振动。套筒41的材料可 以是非金属材料，如陶瓷、PVC管。固定板3的材料可以是非金属材料， 如木板、硬质塑料板，也可以是水泥板。第二壳板22与固定板3之间 设置第二发电结构4A，所述第二发电结构4A的结构与发电结构4相对 于固定板3对称。

在第一壳板21的带动下，永磁体44在套筒41内做上下振动，产 生运动的磁场，切割发电线圈43，在发电线圈43上产生的电流进入整 流蓄电组件6。

更好的实施方式是：所述减振器15为主动控制式液压减振器，如 在校园内行驶的多为小轿车，在公路收费站前不同通道行驶不同类型的 汽车，这样可以针对不同的道路情况设置减振器15的刚度，提高对不 同汽车的适应性。更好的是在底板1与地面固定板5之间设置使两者在 竖直方向的间距可调的高度调节装置，如在地面固定板5上设置导杆穿 过底板1上相应位置的通孔，或者在地面固定板5上设置齿轮，在底板 1上设置齿条。这样也可以根据不同的道路情况设置减速带1的高度。