專利名稱：軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種軌道車的剎車輔助裝置，特別是指一種除了提供剎車阻力外還可將能量加以回收再利用的裝置。
背景技術：
以往如火車或電車類的利用軌道導引的軌道車等等，其剎車作用的產(chǎn)生主要利用停止輪子轉(zhuǎn)動、使得輪子與軌道間由較小的動摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的靜摩擦力，以消耗車輛運動的動能，由此使得車輛逐漸停止。而此種完全利用摩擦力的剎車作用至今仍為大部份陸上交通工具所采用，然而，因火車或電車等等的軌道車，其重量遠比如汽車等小型交通工具的重量大，其運動產(chǎn)生的慣性力相對地大得相當多，故完全利用摩擦力將無法在短距離及短時間內(nèi)將車輛停止，使得此種軌道車的剎車距離相當長；另一方面，因必須將軌道車的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚴锹曇裟芗右韵牟拍苁蛊渫Ｖ?，所以剎車時消耗的能量可說相當可觀。
實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的，在于提供一種增進剎車效果的輔助力量并同時可將剎車所消耗的能量部份回收再加以利用的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包含一移動單元，包括一以該軌道車移動方向延伸的導軌、一循該導軌移動的滑輪組及一設置于該軌道車上而可分離地與該滑輪組產(chǎn)生扣合而帶動該滑輪組移動的接合器；一儲能單元，包括一彈性發(fā)條機構及一連接該滑輪組的拉索，使該滑輪組受力遠離該彈性發(fā)條機構時可由該拉索連動該彈性發(fā)條機構而使其儲存能量，并在該滑輪組不受力時自動釋放能量；及一發(fā)電單元，包括一發(fā)電機及一連結(jié)該拉索、該彈性發(fā)條機構及該發(fā)電機的傳動機構，使該發(fā)電機在該彈性發(fā)條機構儲存及釋放能量時可被該傳動機構驅(qū)動而產(chǎn)生電力。
其中該儲能單元的彈性發(fā)條機構內(nèi)具有一發(fā)條。
其中該發(fā)電單元的傳動機構具有一第一傳動齒輪組及一第一離合器，該第一傳動齒輪組與該第一離合器連結(jié)該拉索與該彈性發(fā)條機構，使該拉索受拉力時驅(qū)動該彈性發(fā)條機構儲存能量，而在該拉索不受拉力，該彈性發(fā)條機構釋放能量以將該拉索反向回卷，并在該拉索完全回卷停止時由該第一離合器切斷該拉索與該彈性發(fā)條機構的動力連結(jié)關系。
其中該發(fā)電單元的傳動機構還具有一第二傳動齒輪組及一第二離合器，該第二傳動齒輪組與該第二離合器連結(jié)該彈性發(fā)條機構與該發(fā)電機，使該拉索受拉力時驅(qū)動該彈性發(fā)條機構儲存能量并同時驅(qū)動該發(fā)電機產(chǎn)生電力，而在該拉索不受拉力，該彈性發(fā)條機構釋放能量而反向轉(zhuǎn)動，由該第二離合器改變該彈性發(fā)條機構與該發(fā)電機的傳動方向、而以原有方向繼續(xù)驅(qū)動該發(fā)電機產(chǎn)生電力。
其中該接合器為一鉤體，而該滑輪組則設有一供該鉤體扣合的結(jié)合板。


有關本實用新型目的特征及所采用的技術手段、功效，例舉一較佳實施例并配合以下附圖作詳細說明，其中圖1為本實用新型的一較佳實施例的移動單元俯視圖。
圖2為圖1另一角度側(cè)面視圖。
圖3為該較佳實施例的儲能單元與發(fā)電單元結(jié)構示意圖。
圖3A為該較佳實施例的彈性發(fā)條機構分解示意圖。
圖3B為圖3A的彈性發(fā)條機構組合后俯視示意圖。
圖3C為圖3A的彈性發(fā)條機構的發(fā)條組裝關系示意圖。
圖4為該較佳實施例中的第一離合器構造示意圖。
圖5為該較佳實施例拉索回卷時第二離合器相關構件的位置關系。
圖6為該較佳實施例拉索回卷停止時第一離合器相關構件的位置關系。
具體實施方式
參閱圖1、2及圖3，本實用新型的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置的一較佳實施例是應用于如電車等必須依靠軌道導引前進方向的軌道車上。而該裝置包含有一移動單元1、一儲能單元2及一發(fā)電單元3。
移動單元1如圖1，是在軌道車的兩軌道中間處額外設置一導軌11，導軌11的延伸方向概為軌道車的移動方向，并于導軌11上設有一滑輪組12，同時參考圖2，滑輪組12具有一跨置于導軌11上的本體121及一樞設在本體121而分別接觸導軌11兩側(cè)面的滾輪122，滾輪122與導軌11的接觸面可以橡皮材質(zhì)貼附制成，使得整個滑輪組12具有一相當?shù)哪Σ磷枇Χ瓕к?1延伸方向移動。又，軌道車上另設有一接合器13，本例中為一鉤體，而對應在滑輪組12的本體121上設有一結(jié)合板123，結(jié)合板123可供鉤體扣合而帶動滑輪組12運動。
儲能單元2包括一彈性發(fā)條機構21及一連接滑輪組12的拉索22，如圖3A及圖3B所示，本例中的彈性發(fā)條機構21具有一架體211，架體211上可樞轉(zhuǎn)地定位有一殼體212及一與殼體212同軸的齒輪213，而殼體212與齒輪213間所構成的空間內(nèi)容置有一兩端分別固定在殼體212及齒輪213軸部上的發(fā)條214(可參照圖3C所示)，殼體212在相反于齒輪213的一面上同體凸設有一齒輪部2121，另外，一主傳動軸24樞轉(zhuǎn)地定位在架體211上，于主傳動軸24上設置一齒軸215，齒軸215兩端可分別連動一第一傳動齒輪216及一第二傳動齒輪217，而第一傳動齒輪214可經(jīng)齒輪218而嚙合傳動齒輪213以相互連動，第二傳動齒輪217則直接嚙合于殼體212的齒輪部2121以相互連動。
當主傳動軸24轉(zhuǎn)動時，與主傳動軸24同步旋轉(zhuǎn)的齒軸215可分別帶動第一傳動齒輪216及第二傳動齒輪217轉(zhuǎn)動，使得主傳動軸24的動力一方面經(jīng)第一傳動齒輪216傳遞至齒輪213、另一方面經(jīng)第二傳動齒輪217傳遞至殼體212，由傳動方向不同的設計，殼體212與齒輪213的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒒橄喾矗稍斐蓛啥朔謩e固定在殼體212及齒輪213軸部上的發(fā)條214產(chǎn)生緊縮卷繞以儲存彈性能。相反地，當發(fā)條214釋放其彈性能時則可以前述傳動的方式反向帶動主傳動軸24轉(zhuǎn)動。
另，拉索22卷繞于一索軸23上。當滑輪組12移動而使拉索22產(chǎn)生拉力并遠離彈性發(fā)條機構21時可由拉索22連動主傳動軸24轉(zhuǎn)動，進而使發(fā)條214卷繞變形以儲存一彈性的能量，而當滑輪組12不再拉動拉索22受力時，發(fā)條214將可自動地釋放所儲存的彈性能量以帶動主傳動軸24反向轉(zhuǎn)動。
發(fā)電單元3包括一發(fā)電機31及一連結(jié)拉索22、彈性發(fā)條機構21及發(fā)電機31的傳動機構，本例中，傳動機構具有一第二傳動齒輪組32(如圖3由相互傳動的齒輪321、322、323、324、325所組成，其中齒輪321與索軸23同步、齒輪325則與主傳動軸24同步、另外齒輪323與齒輪324是可相互軸向地接合或分離)及一第一離合器33(用以控制齒輪323、324的離合)，第一離合器33結(jié)構如圖4所示，是以一小馬達331帶動一小齒輪332而嚙合一齒條333移動，由齒條333移動來控制齒輪323所在的轉(zhuǎn)軸移動，使第一傳動齒輪組32與第一離合器33動力連結(jié)拉索22與彈性發(fā)條機構21。另，傳動機構還具有一第二傳動齒輪組34(如圖3由相互傳動的齒輪341、342、343、皮帶輪344、345、齒輪346所組成，其中齒輪341、346與主傳動軸24同步、齒輪343與皮帶輪344則與發(fā)電機31的轉(zhuǎn)軸同步、另外齒輪342與皮帶輪345是不受主傳動軸24帶動而是可分別對應地與齒輪341及齒輪346接合或分離)及一第二離合器35(用以同時控制齒輪341、342及齒輪346，皮帶輪345的離合)，第二離合器35的構造概與第一離合器33相同，使得第二傳動齒輪組34與第二離合器35動力連結(jié)彈性發(fā)條機構21與發(fā)電機31。
應用時如圖3，移動單元1可事先設置在接近車站或特定的減速路段上，當軌道車接近而欲剎車時，由設置無線感應裝置的控制方式，使軌道車上的接合器13(鉤體)放下而與滑輪組12上的結(jié)合板123扣合。進而帶動滑輪組12沿導軌11移動，而滑輪組12因事先連結(jié)拉索22，使得拉索22承受拉力并自索軸23拉出，同時形成索軸23轉(zhuǎn)動。
而傳動機構的第一離合器33的初始位置是使齒輪323、324在相互接合傳動的位置，而第二離合器35的初始位置則是使齒輪341、342相互接合傳動、齒輪346與皮帶輪345呈分離不傳動的位置上。因此，當拉索22受拉導致索軸23轉(zhuǎn)動時，經(jīng)由齒輪321、322、323、324、325的傳動而使主傳動軸24隨之轉(zhuǎn)動，造成彈性發(fā)條機構21的發(fā)條214被主傳動軸24卷繞而逐漸儲存一彈性能量于其內(nèi)，同時，主傳動軸24亦通過齒輪341、342、343而帶動發(fā)電機31旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電力。如此，對軌道車而言，滑輪組12以及拉索22等相關構造由著接合器13的扣合而對軌道車產(chǎn)生前進方向上的阻力，故有輔助其剎車的效果，相反另一方面，軌道車帶動滑輪組12的動能亦可直接帶動發(fā)電機31產(chǎn)生電力，所以能夠回收部份的動能而以電力的方式再加以利用。
接著如圖5，當拉索22自索軸23拉伸出一預設的長度后，使軌道車的接合器13自動與滑輪組12脫離扣合狀態(tài)，此時因拉索22不再承受拉力，故彈性發(fā)條機構21的發(fā)條214開始釋放其彈性能量而使主傳動軸24開始反向旋轉(zhuǎn)，而接合器13與滑輪組12脫離扣合的一刻，亦可利用無線或有線的感應方式控制第二離合器35，使得齒輪346與皮帶輪345接合傳動、同時齒輪341、342則分離，故反向轉(zhuǎn)動的主傳動軸24仍可通過齒輪346、皮帶輪345、344而以原來的方向帶動發(fā)電機31轉(zhuǎn)動以持續(xù)產(chǎn)生電力。
另一方面，反向旋轉(zhuǎn)的主傳動軸24則通過齒輪325、324、323、322、321而使索軸23反向轉(zhuǎn)動而將拉索22回卷，由于發(fā)條214釋放能量所導致主傳動軸24回卷的圈數(shù)通常會大于拉索22完全收卷所需的圈數(shù)，為了使主傳動軸24的轉(zhuǎn)動能量不致受完全回卷而不動的索軸23所抵銷，故當拉索22完全回卷而使索軸23停止時，如圖6，由設置感應器的方式控制第一離合器33，使齒輪323、324相互脫離而切斷動力的連結(jié)關系，因此主傳動軸24的動力將不會傳送至索軸23，故可全部傳送至發(fā)電機31進行發(fā)電，達到充分利用發(fā)條214的彈性儲能的效果。待發(fā)條214完全釋放能量后，第一離合器33及第二離合器35又可回復至初始狀態(tài)，直到下一軌道車通過、放下接合器13與滑輪組12結(jié)合以進行剎車時又可重復上述動作，達到同時提供輔助剎車的阻力及合份回收軌道車剎車所消耗的動能以進行發(fā)電的目的。
以上所述僅為本實用新型的實施例而已，凡依本實用新型的精神所作的簡易修飾及等效變化設計，應涵蓋于申請的專利范圍內(nèi)。
權利要求1.一種軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，其特征在于，包含一移動單元，包括一以該軌道車移動方向延伸的導軌、一循該導軌移動的滑輪組及一設置于該軌道車上而可分離地與該滑輪組產(chǎn)生扣合而帶動該滑輪組移動的接合器；一儲能單元，包括一彈性發(fā)條機構及一連接該滑輪組的拉索，該滑輪組受力遠離該彈性發(fā)條機構時由該拉索連動該彈性發(fā)條機構，該滑輪組不受力時自動釋放能量；及一發(fā)電單元，包括一發(fā)電機及一連結(jié)該拉索、該彈性發(fā)條機構及該發(fā)電機的傳動機構，該發(fā)電機在該彈性發(fā)條機構儲存及釋放能量時被該傳動機構驅(qū)動。
2.依據(jù)權利要求1所述的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，其特征在于，該儲能單元的彈性發(fā)條機構內(nèi)具有一發(fā)條。
3.依據(jù)權利要求1所述的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，其特征在于，該發(fā)電單元的傳動機構具有一第一傳動齒輪組及一第一離合器，該第一傳動齒輪組與該第一離合器連結(jié)該拉索與該彈性發(fā)條機構，該拉索受拉力時驅(qū)動該彈性發(fā)條機構儲存能量，該拉索不受拉力時，該彈性發(fā)條機構將該拉索反向回卷，并在該拉索完全回卷停止時由該第一離合器切斷該拉索與該彈性發(fā)條機構的動力連結(jié)關系。
4.依據(jù)權利要求3所述的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，其特征在于，該發(fā)電單元的傳動機構還具有一第二傳動齒輪組及一第二離合器，該第二傳動齒輪組與該第二離合器連結(jié)該彈性發(fā)條機構與該發(fā)電機，該拉索受拉力時驅(qū)動該彈性發(fā)條機構并同時驅(qū)動該發(fā)電機，該拉索不受拉力時，該彈性發(fā)條機構反向轉(zhuǎn)動，由該第二離合器改變該彈性發(fā)條機構與該發(fā)電機的傳動方向、而以原有方向繼續(xù)驅(qū)動該發(fā)電機。
5.依據(jù)權利要求1所述的軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，其特征在于，該接合器為一鉤體，而該滑輪組則設有一供該鉤體扣合的結(jié)合板。
專利摘要一種軌道車輔助剎車暨能量回收發(fā)電裝置，包含一移動單元、一儲能單元及一發(fā)電單元，移動單元包括一以軌道車移動方向延伸的導軌、一循導軌移動的滑輪組及一設置于軌道車上而可分離地與滑輪組產(chǎn)生扣合而帶動滑輪組移動的接合器，而儲能單元包括一彈性發(fā)條機構及一連接滑輪組的拉索，使滑輪組受力遠離彈性發(fā)條機構時可由拉索連動彈性發(fā)條機構而使其儲存能量，并在滑輪組不受力時自動釋放能量，發(fā)電單元包括一發(fā)電機及一連結(jié)拉索、彈性發(fā)條機構及發(fā)電機的傳動機構，使發(fā)電機在彈性發(fā)條機構儲存及釋放能量時可被傳動機構驅(qū)動而產(chǎn)生電力。
文檔編號B60L7/00GK2617618SQ03263358
公開日2004年5月26日 申請日期2003年6月9日 優(yōu)先權日2003年6月9日
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